POLIMERIZZAZIONE, RILASCIO E CITOTOSSICITA’ DEI …dspace-unipr.cineca.it/bitstream/1889/1030/1/1.pdf · resistenza alla trazione e all’usura) grazie ai gruppi aromatici, maggiore

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PARMA

DOTTORATO DI RICERCA IN SCIENZE DELLA PREVENZIONE

XXI CICLO (2006-2008)

POLIMERIZZAZIONE, RILASCIO E CITOTOSSICITA’ DEI MATERIALI DENTARI A BASE DI RESINA

Coordinatore: Chiar.mo Prof. ANTONIO MUTTI Tutor: Prof.ssa MARIA LUISA TANZI

Dottorando: MOHAMED SHATEL

“Diseases are crises of purification, of toxic elimination.” Hypocrites, 500 BC

INDI CE 1 . R I A S S U N T O … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . I 2 . I N T R O D U Z I O N E … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 1

2 . 1 . O D O N T O I A T R I A C O N S E R V A T I V A … … … … … … … … . … … 2

2 . 2 . R E S I N E C O M P O S I T E … … … … … … … … … … … . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 . 2 . 1 C O M P O S I Z I O N E … … … … … … … … … … … … … … … … . . . . . . . . 8 2 . 2 . 1 . 1 . F a s e o r g a n i c a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … . . . . . . . . . . . . . 8

2 . 2 . 1 . 2 . F a s e i n o r g a n i c a … … … … … … … … … … … … . . . . . . . . . 1 2 2 . 2 . 1 . 3 . F a s e i n t e r m e d i a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 2 . 2 . 2 . C L A S S I F I C A Z I O N E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 2 . 2 . 3 . P R O P R I E T À D E L L E R E S I N E C O M P O S I T E . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 2 . 2 . 4 . CAMPO DI APPLICAZIONE DELLE RESINE COMPOSITE. . . . 2 7 3 . P O L I M E R I Z Z A Z I O N E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 3 . 1 . R E A Z I O N E D A P O L I M E R I Z Z A Z I O N E … … . . . . . . . . . . . … . . . . . 3 0 3 . 1 . 1 . A u t o p o l i m e r i z z a z i o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 3 . 1 . 2 . F o t o p o l i m e r i z z a z i o n e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 3 . 1 . 3 . F o t o i n i z i a t o r i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 3 . 2 . L A M P A D E P E R P O L I M E R I Z Z A Z I O N E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 4 . C I T O T O S S I C I T A ’ E R I L A S C I O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 4 . 1 . G R A D O D I C O N V E R S I O N E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 4 . 2 . C O N T R A Z I O N E D A P O L I M E R I Z Z A Z I O N E … … … … . . . . . . . 4 4 5 . S C O P O D E L L O S T U D I O … … … … … … … … … … … … … . . . . . . . . . . . . . 4 6 6 . M A T E R I A L I E M E T O D I … … … … … … . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 0 6 . 1 . P R E P A Z I O N E D E I C A M P I O N I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 6 . 2 . C O L T U R E C E L L U L A R E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 6 . 3 . R E A Z I O N E D I C I T O T O S S I C I T À . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3

Ind ic e

6 . 4 . S A G G I O D I V I T A L I T A ’ ( M T T a s s a y ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

6 . 5 . MI C ROS COPI O CON FOC ALE A FLUO RE S CE NZ A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

6 . 6 . MI SUR AZI ONE DE LL A CO NT R AZI ONE … ………… …………. . …. . 56

7 . R I S U L T A T I e D I S C U S S I O N I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8

7 . 1 . R E A Z I O N E M A C R O S C O P I C A D I R E T T A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9

7 . 2 . R E A Z I O N E D I L I S I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9

7 . 3 . M I C R O S T R U T T U R A E R I L A S C I O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1

7 . 4 . M I S U R A D I V I T I L I T A ’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2

7 . 5 . V A R I A Z I O N E D I M E N S I O N A L E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 7

8 . C O N C L U S I O N I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0

9 . B I B L I O G R A F I A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4

1 0 . F I G U R E e T A B E L L E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2

1 1 . A L L E G A T O I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

1 2 . A L L E G A T O I I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I I

1 . RIAS SU NTO

I

RIASSUNTO:

Un materiale da otturazione ideale dovrebbe garantire una stabilità

chimica e una facilità d’uso, ed essere biocompatibile. Nelle resine

composite per uso odontoiatrico sono presenti monomeri metilacrilic i

come il Bis-fenolo A glicidilmetacrilato (Bis-GMA) considerato

citotossico se rilasciato. Nel presente lavoro di tesi di Dottorato di

Ricerca in Scienze della Prevenzione, è stato valutato ( in vitro)

l’effetto del rilascio di sei materiali compositi a base di resina in

ambiente acquoso sulle cellule fibroblasti L-929. E’ stata vista la

macroreazione dei fibroblasti all’esposizione diretta dei campioni in

funzione del grado di conversione polimerica. E’ stata osservata

mediante microscopia ottica la reazione di lis i. Si è calcolata e

confrontata la citotossicità di matrici polimeriche con frazioni

differenti di monomeri non polimerizzati. Considerato che la frazione

di monomeri non polimerizzata non è uniformemente distribuita nella

matrice, s i è identificata l’origine principale dei monomeri citotossic i

rilasciati. Per questa identificazione si è utilizzata la microscopia

confocale a fluorescenza. I risultati ottenuti confermano che la

superficie esterna di tutti i materiali è citotossica. .Eliminata la parte

esterna, la continuità dell’azione citotossica del materiale massivo è

principalmente dovuta a rilascio dall’interno della porosità, da parte di

pori interconnessi con l’ambiente acquoso.

Parole Chiavi : citotossicità, polimerizzazione, monomeri risedui,

microscopio confocale fluorescente, compositi, compomeri, adesivi

dentinali, rilascio, porosità, materiali da restauro.

ABST RACT:

Un idea l denta l f i l l i ng ma ter ia l s hould gua rantee a che mica l

s tab i l i ty and a fa c i l i t y o f use , and to be b ioc ompat ib le . In mode rn

dent is t ry, t he compos i te res in conta ins methac ryl ic mono mers as

(Bis -GM A) Bis-phenol Glycidyl Methacrylate. In the p resent thes is

o f Doctora te o f Resea rch in Sc iences o f the Prevent ion, i t has

been va lua ted ( in vi t ro ) the e ffec t o f s ix res in-based ma te r ia ls in

aqueous environment us ing f ib rob las ts L-929. Has been obse rved

the macro react ionof ce l l - l ine o f f ibrob las ts when exposed d i rec t ly

to the sa mples as a func t ion o f degree o f po lymer iza t io n

convers ion. Reac t ion o f lys is has been observed by opt ica l

mic roscopy. The cytotoxic i ty o f bulk mate r ia l was ca lcula ted and

compared with the d iffe rent f ra c t ion o f non po lymer ized

mono mers and is not evenly d is t r ibuted in to the mat r ix . Us in g

confoca le f luo rescent mic roscop y has been ident i f ied the ma in

source o f re leased cytotoxic mono mers . The obta ined res ul ts

confi r m tha t the s ur face laye rs o f a l l ma te r ia ls a re cytotoxic , and

the p ro longed cy totoxic e f fec t noted when s ur face layer was

removed is due to the po ros i ty in the bulk mater ia l in t erconnec ted

with the aqueous environment .

Key words : cyto toxic i ty, po lymer iza t ion, res idua l mono mers ,

confoca le f luo res cent mic roscopy, compos i tes , co mpo mers ,

dent ina l adhes ives , re lease , po ros i ty, res to ra t ive mater ia ls .

2 . INTROD U ZIONE

2 . 1 . O D O N T O I A T R I A C O N S E R V A T I V A

L ' o d o n t o i a t r i a c o n s e r va t i v a è u n a b r a n c a d e l l a R e s t a u r a t i v a

c he s i o c c u p a d e l l a c u r a d e i d e n t i c a r i a t i , d e l l e p r o c e d u r e

p e r l ’ e l i m i n a z i o n e d e l l a c a r i e e d i q u e l l e r e l a t i v e a l l a

c h i u s u r a d e l l e c a v i t à r i s u l t a n t i d a l l ' e l i m i n a z i o n e d e l l o

s ma l t o e d e l l a d e n t i n a c a r i a t a , t r a m i t e l ' u t i l i z z o d i a p p o s i t i

ma t e r i a l i .

L e c a r i e p o s s o n o e s s e r e s u p e r f i c i a l i o p r o f o n d e . N e l p r i mo

c a s o c i s i l i m i t a a d a s p o r t a r e p a r t e d e l l a d e n t i n a e d e l l o

s ma l t o i n t e r e s s a t i d a l l a c a r i e , o t t u r a n d o i l d e n t e c o n

a p p o s i t i ma t e r i a l i ( a ma l g a ma d ' a r g e n t o o c o mp o s i t i ) . L ' u s o

d e l l ’ a ma l g a ma d ' a r ge n t o , è s t a t o s o s t i t u i t o o r ma i d a i

ma t e r i a l i c o mp o s i t i c h e p e r l e lo r o c a r a t t e r i s t i c h e a d e s i v e

p e r me t t o n o u n a p r e p a r a z i o n e d e l l a c a v i t à c a r i o s a me n o

a mp i a r i s p e t t o a l l ' u s o d e l l ' a ma l g a ma ( V i m y e t a l . 1 9 9 0 ) , c he

r i c h i e d e v a c a v i t à d a l l e c a r a t t e r i s t i c h e p a r t i c o l a r i p e r c hé

f o s s e r o r i t e n t i v e . I n o l t r e i l c o l o r e me t a l l i c o d e l r e s t a u r o s i

p r e s e n t a mo l t o d i v e r s o d a l c o l o r e na t u r a l e d e l d e n t e i n t e g r o ,

(F u l l c A. 1993) d e t e r m i n a n d o u n a z o n a f a c i l me n t e

i n d i v i d u a b i l e a nc h e a l l ’ o c c h i o me n o e s p e r t o . ( F i g u r e , 1 , 2 ) e

e s t e t i c a me n t e n o n a c c e t t a b i l e .

2

Introduzione

L ’ e v o l u z i o n e d e i ma t e r i a l i d e n t a r i , i n t e s a c o me

m i g l i o r a me n t o d e l l e l o r o c a r a t t e r i s t i c h e f i s i c o - c h i m i c h e e

d e l l a l o r o b i o c o mp a t i b i l i t à , e i l p r o g r e d i r e d e l l e t e c n i c h e

o p e r a t i v e , ha p e r me s s o l ’ o d o n t o ia t r i a d i o l t r e p a s s a r e i s u o i

s c o p i p r e v e n t i v i , c u r a t i v i e r i a b i l i t a t i v i , p o n e n d o i n t a l

mo d o l ’ o p e r a t o r e i n g r a d o d i f o c a l i z z a r e p a r t e d e l l a s u a

a t t e nz i o n e s u l l ’ a s p e t t o e s t e t i c o i n s i t o ne l l ’ a t t o r e s t a u r a t i v o .

L o s v i l u p p o me r c e o l o g i c o d e i n u o v i ma t e r i a l i p e r me t t e

t r a t t a me n t i i l c u i r i s u l t a t o f i n a l e o l t r e a e s s e r e c u r a t i v o è

a nc h e va l i d o d a l p u n t o d i v i s t a e s t e t i c o .

S o p r a t t u t t o o g g i g i o r n o , c he v i v i a mo i n u n a s o c i e t à n e l l a

q ua l e l ’ a s p e t t o e s t e t i c o è f o nd a me n t a l e , l ’ e s t e t i c a h a

a s s u n t o u n r u o l o p r i ma r i o a n c h e i n c a mp o o d o n t o i a t r i c o , e d

è p e r q u e s t o c h e ma t e r i a l i c o m e l ’ o r o , l e l e g h e a u r e e e g l i

a ma l g a m i d ’ a r g e n t o p u r s o d d i s f a c e n d o i n mo d o o t t i ma l e i

r e q u i s i t i f i s i c o me c c a n i c i r i c h i e s t i a u n ma t e r i a l e

r e s t a u r a t i v o , s o n o s t a t i p r o g r e s s i v a me n t e s o s t i t u i t i d a

ma t e r i a l i d e f i n i t i “ e s t e t i c i ” c o me l e r e s i n e c o mp o s i t e ,

c o mp o me r i e i v e t r o i o n o me r i ( G I C s ) .

3

Introduzione

2. 2. R E S I N E C O M P O S I T E

L ’ i n t r o d u z i o ne d e i “ ma t e r i a l i r e s t a u r a t i v i e s t e t i c i ” , q ua l i l e

R e s i n e C o mp o s i t e e l e C e r a m i c h e d e n t a l i , l a l o r o e v o l u z i o n e

e l a r e a l i z z a z i o n e d i n u o v e p r o c e d u r e c l i n i c h e e a p p l i c a t i v e

d e s t i n a t e a l l a l o r o u t i l i z z a z i o ne , h a n n o r e s o p o s s i b i l e

l ’ e s e c u z i o ne d i r e s t a u r i c h e p o s s o n o e s s e r e d e f i n i t i e s t e t i c i

i n q ua n t o v e n g o n o a d a r mo n i z z a r s i c o n i l n a t u r a l e a s p e t t o

d e g l i a l t r i e l e me n t i d e n t a l i g r a z i e a l l a p o s s i b i l i t à d i

i m i t a z i o ne d e l c o l o r e , d e l l ’ a s p e t t o s u p e r f i c i a l e e d e l l a

t r a ns l u c e n t e z z a d e i d e n t i na t u r a l i .

A f r o n t e d i q u e s t o g r a n d e va n t a g g i o e s t e t i c o , i ma t e r i a l i

c o mp o s i t i a d i f f e r e n z a d e l l ’ a m a l ga ma d ’ a r g e n t o p r e s e n t a n o

u n a d i f f i c o l t à t e c n i c a ma g g i o r e ne l c o n s e g u i me n t o d i u n

b uo n s i g i l l o ma r g i n a l e . (F e r r a c a n e J . 1992)

N e l 1 8 7 8 , i n I n g h i l t e r r a v i e n e b r e v e t t a t o i l “ c e me n t o

t r a s l u c i d o d i F l e t c h e r ” , c a p o s t i p i t e d e i p r o d o t t i “ e s t e t i c i ”

p e r r e s t a u r i d i r e t t i . Q u e s t o ha r a p p r e s e n t a t o l a b a s e p e r i

m i g l i o r a me n t i s uc c e s s i v i ( G r a n d i n i R . e t a l . 2 0 0 4 ) .

L o s v i l u p p o d e i ma t e r i a l i c o mp o s i t i p e r i l r e s t a u r o d e n t a l e

h a i n i z i o i n t o r n o a g l i a n n i ’ 5 0 c o n l ’ i n t r o d uz i o n e d e l

4

Introduzione

p o l i me r o P o l i - M e t i l - M e t A c r i l a t o ( P M M A ) ( B u o n o c o r e 1 9 5 5 )

( F i g u r a 4 ) .

L ’ e v o l u z i o n e d i q u e s t i ma t e r i a l i r e s i n o s i , p e r ò , i n l i n e a c o n

l e c o n t i n u e e d i v e r s e e s i g e n z e d e g l i o d o n t o i a t r i e d e i

p a z i e n t i e c o n l e mi g l i o r a t e t e c n i c h e d i p r o d uz i o n e

i n d u s t r i a l e , ha d e t e r m i n a t o n e i s uc c e s s i v i 5 0 a n n i l a

d e f i n i z i o n e d i ma t e r i a l i d a r e s t a u r o d e n t a l e c o n p r o p r i e t à

f i s i c o - c h i m i c h e t r a c u i , i n p a r t i c o la r e , r e s i s t e n z a a l l ’ u s u r a ,

s t a b i l i t à d i me ns i o n a l e , e s t e t i c a , l u c i d a b i l i t à e

ma n e g g e v o l e z z a , e s t r e ma me n t e i n n o v a t i v e .

È n e c e s s a r i o p r e c i s a r e c h e i l t e r mi n e “ c o mp o s i t o ” s i

r i f e r i s c e g e n e r i c a me n t e a d u n a c o mb i n a z i o n e

t r i d i me n s i o n a l e d i a l me n o d u e ma t e r i a l i , c h i m i c a me n t e

d i v e r s i , c o n u n a d i s t i n t a i n t e r f a c c i a c h e s e p a r a i d u e

c o mp o n e n t i .

U n ma t e r i a l e c o mp o s i t o è , n e l l a s u a a c c e z i o n e p i ù g e ne r a l e ,

q ua l u n q u e t i p o d i ma t e r i a l e n o n p r e s e n t e i n n a t u r a ,

c a r a t t e r i z z a t o d a u n a s t r u t t u r a n o n o mo g e n e a , c o s t i t u i t a

d a l l ' i n s i e me d i d u e o p i ù s o s t a nz e d i v e r s e , f i s i c a me n t e

s e p a r a t e d a u n ' i n t e r f a c c i a e d o t a t e d i p r o p r i e t à d i f f e r e n t i . I

s i n g o l i ma t e r i a l i c h e f o r ma n o i c o mp o s i t i s o n o c h i a ma t i

c o s t i t u e n t i , : ma t r i c e e r i n f o r z a n t e o f i l l e r .

5

Introduzione

I l r i n f o r z a n t e è s o l i t a me n t e u n ma t e r i a l e c e r a m i c o

p o l v e r i z z a t o d i s p e r s o ne l l a ma t r i c e r e s i n o s a d i s o l i t o mo l t o

p i ù d u r o e d à a l c o mp o s i t o l e c a r a t t e r i s t i c h e me c c a n i c h e

p r i n c i p a l i . La ma t r i c e , c o s t i t u i t a d a u n a f a s e d i s p e r d e n t e d i

u n a m i s c e l a d i mo n o me r i , ma n t i e ne l e p a r t i c e l l e r i n f o r z a n t i

( f a s e d i s p e r s a ) i n p o s i z i o n e f i s s a , e s e r c i t a n d o l a f u n z i o n e d i

t r a s f e r i me n t o d e i c a r i c h i d a l r i n f o r z a n t e a l l a s t r u t t u r a

d e n t a l e . L a c o mb i n a z i o n e c o s ì o t t e n u t a ma t r i c e

r e s i n o s a / p a r t i c e l l e d i s p e r s e d i r i n f o r z a n t e v a n t a p r o p r i e t à

c h i mi c a f i s i c a n o n r i s c o n t r a b i l i ne i s i n g o l i ma t e r i a l i c he l a

c o mp o n g o n o . Q ue s t e p r o p r i e t à , p o s s o n o e s s e r e v a r i a t e

s c e g l i e n d o u n d i v e r s o r a p p o r t o s t e c h i o me t r i c o f a s e

o r g a n i c a / r i n f o r z a n t e ( B o w e n R . e t a l . 1 9 9 2 ) .

D a l p u n t o d i v i s t a o d o n t o i a t r i c o , s i t r a t t a d i ma t e r i a l i

c o s t i t u i t i d a r e s i n e o r g a n i c h e r i e mp i t e c o n u n f i l l e r

c h i mi c a me n t e i n e r t e d i t i p o c e r a mi c o . È p r o p r i o q ue s t o

r i e mp i t i v o c h e a p p o r t a a l p r o d o t t o f i n a l e q u e l l e p r o p r i e t à

f i s i c h e p i ù a p p r e z z a t e n e l l ’ a t t i v i t à c l i n i c a ( d u r e z z a ,

r e s i s t e n z a a l l ’ u s u r a , r e s i s t e n z a a l l a f r a t t u r a ) ( K a i n e e t a l .

2 0 0 4 ) .

I ma t e r i a l i d i u l t i ma ge n e r a z i o ne , o t t i mi z z a t i n e l l a l o r o

c o mp o s i z i o n e , ha n n o s u p e r a t o q ue i l i m i t i r i s c o n t r a t i

6

Introduzione

p r e c e d e n t e me n t e ( S h o b a e t a l . 1 9 9 7 ) : l a r i d o t t a i n f i l t r a z i o ne

d i f l u i d i o r a l i , i n d o t t a d a u n m i g l i o r s i g i l l o ma r g i n a l e , e l e

m i g l i o r a t e p r o p r i e t à me c c a n i c h e r e n d o n o q ue s t i ma t e r i a l i

c o mp e t i t i v i a g l i a ma l g a mi d e n t a l i a n c he p e r d e n t i

p o s t e r i o r i .

I n c o m me r c i o , i l ma t e r i a l e c o mp o s i t o v i e n e c o n f e z i o n a t o i n

s i r i n g h e p e r f a c i l i t a r e l a ma n i p o l a z i o n e ( F i g u r a 5 ) .

P e r c o mp r e n d e r e l a p r o b le ma t i c a a s s o c i a t a a l l a

b i o c o mp a t i b i l i t à d i q u e s t i ma t e r i a l i , è n e c e s s a r i o

s o t t o l i n e a r e a l c u n i a s p e t t i d e l l a c h i m i c a d i q u e s t i

b i o p o l i me r i .

7

Introduzione

2 . 2 . 1 . C O M P O S I Z I O N E

N e l l e r e s i n e c o mp o s i t e d e n t a l i d i s t i n g u i a mo t r e f a s i :

U na f a s e i n o r g a n i c a , c o s t i t u i t a d a r i e mp i t i v i ( r i n f o r z a n t i )

a b a s e d i p o l v e r e d i o s s i d o d i s i l i c i o e a l l u m i n o s i l i c a t i ,

c he c o n f e r i s c e p r o p r i e t à me c c a n i c he o t t i ma l e ;

U na f a s e o r g a n i c a , c o s t i t u i t a d a u n a m i s c e l a d i r e s i n e

p o l i me r i z z a b i l e , c he c o s t i t u i s c e i l c o n t e n i t o r e d e l

r i n f o r z a n t e .

U na f a s e i n t e r m e d i a , n o n s e mp r e p r e s e n t e c o s t i t u i t a d a u n

a ge n t e l e g a n t e a l l ’ i n t e r f a c c ia m a t r i c e / r i e mp i t i v o .

2 . 2 . 1 . 1 . F a s e o r g a n i c a ( l a m a t r i c e )

L a ma t r i c e n e i c o mp o s i t i d e n t a r i c o s t i t u i s c e l a f a s e o r g a n i c a

d i s p e r d e n t e , v a l e a d i r e l a p o r z i o n e d e l ma t e r i a l e c h e

c i r c o n d a t r a l o r o l e p a r t i c e l l e d i r i e mp i t i v o . È q u e s t a c he ,

d o p o u n a r e a z i o ne d i p o l i me r i z z a z io n e , d e t e r m i n a i l s e t t i n g ,

o s s i a l ’ i n d u r i me n t o , d e l l ’ i n t e r o ma t e r i a l e .

L a r e s i n a d i b a s e è r a p p r e s e n t a t a ge n e r a l me n t e d a l B i s -

G M A, u n mo n o me r o v i s c o s o a d a l t o p e s o mo l e c o l a r e

o t t e n u t o d a B o w e n ( 1 9 5 7 ) me d i a n t e l a r e a z i o n e t r a

B i s f e n o l o A e d u e mo l e c o l e d i G l i c i d i l - M e t Ac r i l a t o ( G M A ) .

I l r i s u l t a t o è u n c o mp o s t o i n n o v a t i v o c h e mo s t r a v a , r i s p e t t o

8

Introduzione

a l l e c l a s s i c h e r e s i n e a c r i l i c h e n o n mo d i f i c a t e , l a p o s s i b i l i t à

d i u n a r e t i c o l a z i o n e t r i d i me n s i o n a le ( g r a z ie a l l a p r e s e n z a d i

d ue g r u p p i me t a c r i l i c i ) , u n a mi n o r e c o n t r a z i o n e d a

p o l i me r i z z a z i o n e , b u o n i p r o p r i e t à me c c a n i c h e ( d u r e z z a ,

r e s i s t e n z a a l l a t r a z i o n e e a l l ’ u s u r a ) g r a z i e a i g r u p p i

a r o ma t i c i , ma g g i o r e id r o f i l i a g r a z ie a i l e g a mi i d r o g e n o

g e ne r a t i d a i g r u p p i i d r o s s i l i c i d e l l a mo l e c o l a , ma a nc h e

ma g g i o r e a s s o r b i me n t o d ’ a c q u a n e l t e mp o .

C o l t e r m i n e mo n o me r o ( d a l g r e c o u n a p a r t e ) i n c h i m i c a s i

d e f i n i s c e u na mo l e c o la s e mp l i c e d o t a t a d i g r u p p i f u n z i o n a l i

t a l i p e r c u i s i a i n g r a d o d i c o m b i n a r s i c o n a l t r i mo n o me r i e

r a d i c a l i f o r ma n d o ma c r o mo l e c o l e ( p o l i me r i ) .

P e r e s t e ns i o n e , i l t e r mi n e v i e n e us a t o a nc h e p e r id e n t i f i c a r e

l ' u n i t à s t r u t t u r a l e r i p e t i t i v a c h e f o r ma u n p o l i me r o . I l

p r o c e s s o d i t r a s f o r ma z i o n e d e l mo n o me r o a p o l i me r o s i

c h ia ma p o l i me r i z z a z i o ne . N e l l a F i g u r a 6 s o n o r i p o r t a t e l e

f o r mu l e s t r u t t u r a l i d e i mo n o me r i p i ù u t i l i z z a t i .

I l B i s - G M A f o r ma , t u t t a v i a , u n a ma c r o mo l e c o l a mo l t o

r i g i d a e v i s c o s a . I n a l c u n i c a s i , p e r t a n t o , a l t r a d i z i o n a l e

B i s - G M A v i e n e p r e f e r i t o , q ua l e r e s i n a d i b a s e d e l l a ma t r i c e ,

9

Introduzione

l ’ U D M A ( u r e t a n o d i me t a c r i l a t o ) , s o l o o a s s o c ia t o c o n B i s -

G M A e / o T E G D M A ( R u y t e r 1 9 8 5 ).

L ’ a s s e n z a d i g r u p p i a r o ma t i c i ( s o s t i t u i t i d a q u e l l i N H )

r e n d e l a mo l e c o l a me n o v i s c o s a e me n o r i g i d a ; l ’ a s s e nz a d i

g r u p p i O H ne r i d u c e l ’ i d r o f i l i a e l ’ a s s o r b i me n t o d i a c q ua ,

me n t r e i g r u p p i N H d o v r e b b e r o f a v o r i r e l ’ a d e s i o ne

a t t r a v e r s o l a f o r ma z i o n e d i l e g a m i i d r o g e n o . S o n o p r e s e n t i ,

i n o l t r e , a l l ’ i n t e r n o d i e s s a i c o n t r o l l o r i d i v i s c o s i t à , o s s i a

mo n o me r i a b a s s o p e s o m o l e c o l a r e , u t i l i z z a t i p e r d i l u i r e l a

r e s i n a d i b a s e e r e n d e r l a p i ù m a ne g g e v o l e e ma n i p o l a b i l e e

p e r g a r a n t i r e u n a ma g g i o r e i n c o r p o r a z i o ne d i r i e mp i t i v o ,

u n a mi g l i o r e mo b i l i t à mo l e c o l a r e d u r a n t e l a

p o l i me r i z z a z i o n e e q u i n d i u n m a g g i o r g r a d o d i c o n v e r s i o ne .

T r a t a l i mo n o me r i r i c o r d i a mo i l T E G D M A ( t r i e t i l e n g l i c o l e

d i me t a c r i l a t o ) , i l p i ù u s a t o , l ’ U D M A ( d i U r e t a n - D i -

M e t A c r i l a t o ) , l ’ M M A ( M e t i l - M e t Ac r i l a t o ) e a l t r i ma n o me r i

d i m i n o r i mp o r t a n z a e i mp i e g o q ua l i i l B I S - M A ( me t a c r i l a t o

d i b i s f e n o l o A ) , l ’ E G D M A ( E t i l e nG l i c o l - D iM e t A c r i l a t o ) .

T a l i mo n o me r i s o n o e s a t t a m e n t e g l i s t e s s i c o n t e n u t i

a l l ’ i n t e r n o d e l l e r e s i n e f l u i d e n o n r i e mp i t e ( b o n d i n g ) d e i

c o r r e n t i s i s t e mi a d e s i v i s ma l t o - d e n t i n a l i ; c i ò ga r a n t i s c e u n a

10

Introduzione

c o mp a t i b i l i t à e d u n l e g a me p e r f e t t o t r a s t r a t o a d e s i v o e

ma t e r i a l e d a r e s t a u r o .

L a p r e s e n z a n e l l a m i s c e l a o r g a n ic a d i a c r i l a t i l i o f i l i z z a t i

p o r t a a d u n a d i v e r s a c l a s s e d i ma t e r i a l i d e n o m i n a t i

c o mp o me r i , a n c he e s s i u t i l i z z a t i n e i r e s t a u r i . I n v e c e

l ’ a s s e n z a d i r i n f o r z a n t i n e l l a ma t r i c e r e s i n o s a d i l u i t a p o r t a

a l l a f o r ma z i o ne d i u n ’ a l t r a c l a s s e d i ma t e r i a l i u t i l i z z a t i

c o me a d e s i v i d e n t i n a l i p e r l o s m a l t o , i b o n d .

A l t r e mo l e c o l e p r e s e n t i n e l l a fa s e o r g a n i c a s o n o g l i

i n i z i a t o r i o ( c a t a l i z z a t o r i ) d i p o l i m e r i z z a z i o n e , c h e h a n n o i l

c o mp i t o d i c a t a l i z z a r e l a r e a z io n e d i p o l i me r i z z a z i o ne

d e c o mp o n e n d o s i e l i b e r a n d o r a d i c a l i l i b e r i a l t a me n t e

r e a t t i v i n e l mo me n t o i n c u i v e n g o n o s t i mo l a t i d a u n a f o n t e

d i e n e r g i a ( c a l o r e , l u c e a l o g e n a , e t c . ) .

N e i c o mp o s i t i a u t o p o l i me r i z z a n t i , l ’ i n i z i a t o r e p i ù d i f f u s o è

i l p e r o s s i d o d i b e n z o i l e . N e i c o mp o s i t i p o l i me r i z z a t i a l uc e

U V ( i p r i m i f o t o - s e n s i b i l i a e s s e r e s t a t i i n t r o d o t t i ) ,

l ’ i n i z i a t o r e d e l l a p o l i me r i z z a z io n e e r a r a p p r e s e n t a t o

d a l l ’ e t e r e b e nz o i l - a l c h i l i c o , me n t r e p e r q ue l l i p o l i me r i z z a t i

a l uc e n o n - U V ( p r a t i c a me n t e l a t o t a l i t à d e i ma t e r i a l i

c o mp o s i t i p r e s e n t i s u l me r c a t o ) è g e n e r a l me n t e i l

c a n f o r o c h i n o n e ( C Q ) . L o s p e t t r o d i a s s o r b i me n t o d i q u e s t a

11

Introduzione

mo l e c o la è c o mp r e s o t r a 3 7 0 - 5 0 0 n m ( F i g u r a 7 ) .

F a c e v a n o p a r t e d e l l a f a s e o r g a n ic a a n c h e g l i i n i b i t o r i d i

p o l i m e r i z z a z i o n e s p o n t a n e a ( i d r o c h i n o n e f e n o l - d e r i v a t i ) .

E s s i h a n n o i l c o mp i t o d i r i t a r d a r e l a r e a z i o n e d i

p o l i m r i z z a z i o n e a l mo me n t o d e l l a mi s c e l a z i o n e d e l l e d ue

p a s t e r e a ge n t i , c o s ì d a p e r me t t e r e a l l ’ o p e r a t o r e d i

p o s i z i o n a r e e mo d e l l a r e a d e g ua t a me n t e i l c o mp o s i t o .

A u me n t a d u n q u e i l t e mp o d i l a v o r o , ma c o n t e mp o r a n e a me n t e

h a n n o a nc h e l ’ i mp o r t a n t e f u n z i o n e d i p r e v e n i r e l a

p o l i me r i z z a z i o n e s p o n t a n e a d e l ma t e r i a l e d u r a n t e i l s u o

s t o c c a g g i o .

2 . 2 . 1 . 2 . F a s e i n o r g a n i c a ( r i n f o r z a n t e )

R a p p r e s e n t a i l r i e mp i t i v o i n o r g a n ic o d i s p e r s o d e i c o mp o s i t i

e d è c o s t i t u i t o d a m i n u t i s s i me p a r t i c e l l e mi n e r a l i

i n c o r p o r a t e n e l l a ma t r i c e r e s i n o s a a l f i n e d i a u me n t a r n e l e

p r o p r i e t à f i s i c o - me c c a n i c h e , a l t r i me n t i i n s u f f i c i e n t i . I l

c o n t r o l l o d e l r i e mp i t i v o i n o r g a n i c o d e i mo d e r n i c o mp o s i t i

d e n t a l i r a p p r e s e n t a , i n o l t r e , u n u l t e r i o r e mo d o p e r p o t e r

mo d e r a r e i l f e n o me n o d e l l a c o n t r a z i o ne d a p o l i me r i z z a z i o ne

( D o g o n , 1 9 9 0 ) .

12

Introduzione

L e p a r t i c e l l e d i r i e mp i t i v o ( d e t t o a n c h e c a r i c a o f i l l e r ) s o n o

p r o d o t t e g r a z i e a d u n p r o c e s s o i n d u s t r i a l e d i t r i t u r a z i o ne d i

v e t r o e c e r a m i c a f i n o a r e n d e r l e d i mi s u r a mi n i ma

d e l l ’ o r d i n e d e l m i c r o n .

Q ue s t e p a r t i c e l l e i n o r g a n i c h e d i n a t u r a c e r a mi c a d i s p e r s e

n e l l a r e s i n a r e n d o n o i l ma t e r i a l e r e s i n o s o c l i n i c a me n t e

a d a t t o a s o s t i t u i r e i l t e s s u t o d e n t a l e p e r d u t o ( G l e n n J . 1 9 8 2 )

m i g l i o r a me n t o d e l l e p r o p r i e t à me c c a n i c h e d e l l a r e s i n a :

d u r e z z a , r e s i s t e n z a a c o mp r e s s i o ne , t r a z i o n e , f r a t t u r a e

u s u r a .

r i d uz i o n e d e l l a c o n t r a z i o n e d a p o l i me r i z z a z i o ne .

r i d uz i o n e d e l c o e f f i c i e n t e d i e s p a ns i o ne t e r mi c a .

a b b a s s a me n t o d e l g r a d o d i a s s o r b i me n t o d ’ a c q ua c u i è

e s p o s t a l a r e s i n a ne l l ’ a mb i e n t e o r a l e .

l a r a d i o p a c i t à d e i f i l l e r f a c i l i t a l e d i a g n o s i

r a d i o g r a f i c h e ( r e q u i s i t o o b b l i g a t o r i a me n t e r i c h i e s t o

d a l l a S p e c i f i c a n . 2 7 d i A N S I / A D A p e r l ’ a c c e t t a z i o n e

d e l ma t e r i a l e ( J A m D e n t A s s o c . 2 0 0 3 ) .

L a c a r i c a e l e p r o p r i e t à d e l c o mp o s i t o s o n o i n f l u e n z a t e

n o t e v o l me n t e d a l r i e mp i t i v o i n o r g a n i c o . N o n o s t a n t e s i a

i mp o s s i b i l e g i u d i c a r e l a q ua l i t à d i u n c o mp o s i t o b a s a n d o s i

s u d i u n s o l o p a r a me t r o , n u me r o s e r i c e r c h e d i mo s t r a n o l a

13

Introduzione

s t r e t t a c o r r e l a z i o n e e s i s t e n t e t r a q u a l i t à ( i n p e r c e n t u a l e ) d i

c a r i c a e / o t i p o l o g i a d e l r i e mp i t i v o e d i v e r s e c a r a t t e r i s t i c h e

f i s i c o - me c c a n i c h e d e i c o mp o s i t i .

L a ma g g i o r p a r t e d e l l e c l a s s i f i c a z i o n i p r o p o s t e p e r i

c o mp o s i t i d e n t a l i n e g l i u l t i m i a n n i s i b a s a s u l l e

c a r a t t e r i s t i c h e d i me n s i o n a l i e m o r f o l o g i c he d e l f i l l e r .

I f i l l e r p i ù c o mu n e me n t e u t i l i z z a t i s o n o :

*b i o s s i d o d i s o l i c i o , i n f o r ma d i q u a r z o c r i s t a l l i n o o d i

s i l i c e p i r o ge n i c a ; i l p i ù i mp i e g a t o i n q u a n t o s u p e r i o r e p e r

e s t e t i c a e q u a l i t à me c c a n i c h e .

* s i l i c a t o d i l i t i o e a l l u m i n i o

* v e t r o d i b o r o

* v e t r o d i b a r i o

L e d i me n s i o n i d e l l e p a r t i c e l l e p o s s o n o v a r i a r e t r a 0 . 0 0 7 -

1 0 0 µ m, a s e c o n d a d e l l a p r o c e d u r a a d o t t a t a p e r l a

l a v o r a z i o n e d e l r i e mp i t i v o .

I r i e mp i t i v i s o n o c l a s s i f i c a b i l i i n b a s e a l l e d i v e r s e l o r o

c a r a t t e r i s t i c h e : n a t u r a c h i m i c a , d i me n s i o n i e t e c n i c h e d i

p r o d u z i o n e .

I n b a s e a l l a l o r o n a t u r a c h i m i c a , s i d i s t i n g u o n o d u e g r u p p i :

p a r t i c e l l e a b a s e d i b i o s s i d o d i s i l i c i o ( S i O 2 ) , c he i n r a g i o n e

d e l l e c a r a t t e r i s t i c he d e l l o r o r e t i c o l o c r i s t a l l i n o a s s u mo n o

14

Introduzione

l a f o r ma d i q u a r z o c r i s t a l l i n o o d i s i l i c e p i r o g e n i c a , e

p a r t i c e l l e a c o mp o s iz i o n e c h i m i c a p i ù c o mp l e s s a ( s i l i c a t i d i

A l e L i , S t e A l , B a e A l ; v e t r i d i B a , Z n , S t ; s i l i c a t i d i l i t i o

e a l l u m i n i o ; s i l i c a t i d i s t r o nz i o e a l l u m i n i o ; b o r o s i l i c a t i ;

a l l u m i n o s i l i c a t i d i z i r c o n i o ; f l u o r u r o d i c a l c i o ) .

L e p a r t i c e l l e a b a s e d i q ua r z o c r i s t a l l i n o s o n o d u r e ,

c h i mi c a me n t e i n e r t i , c o n b a s s o c o e f f i c i e n t e d i e s p a n s i o ne

t e r m i c a , b u o n r e n d i me n t o e s t e t i c o ( p e r i l b u o n i n d i c e d i

r i f r a z i o n e ) ; v e n i v a n o u s a t e ge n e r a l me n t e q u a l i

ma c r o r i e mp i t i v i n e i v e c c h i c o mp o s i t i ma c r o r i e mp i t i . L e

p a r t i c e l l e a b a s e d i s i l i c e p i r o ge n i c a s o n o p i c c o l e s fe r e

s i n t e t i z z a t e c h i m i c a me n t e a d a l t a t e mp e r a t u r a .

N o n s o n o ma n c a t i i t e n t a t i v i d i a s s o c i a r e a l l a ma t r i c e

r e s i n o s a r i e mp i t i v i i n f o r ma d i f i b r a , s o p r a t t u t t o f i b r a d i

v e t r o ( W i l l e ms e t a l . 1 9 9 2 ) , ma i r i s u l t a t i n o n s o n o s t a t i

e c c e z i o n a l i p e r i p r o b l e mi l e g a t i a l l a d i f f e r e n t e c a p a c i t à d i

l e ga me c o n l a ma t r i c e d a p a r t e d i q u e s t i u l t i m i .

A l c u n i A u t o r i ( Ka mp o s i o r a e t a l . 1 9 9 6 ) h a n n o r i f e r i t o

p r o me t t e n t i r i s u l t a t i c o n l ’ u s o d i r i e mp i t i v i a b a s e d i f i b r e

r a mi f i c a t e , c o mp o s i t i c i o è i n c u i o g n i s i n g o l a p a r t i c e l l a d i

r i e mp i t i v o c o ns i s t e i n u n a m ma s s o p o r o s o d i f i b r e .

15

Introduzione

I r i e mp i t i v i i n o r g a n i c i p o s s o n o e s s e r e o t t e n u t i i n d i v e r s i

mo d i ( G r a n d i n i R . e t a l . 2 0 0 4 ) .

* t r i t u r a z i o n e d e l l e s o s t a n z e i n o r ga n i c h e ;

*p r e c i p i t a z i o n e d i s i l i c e p i r o ge n i c a a d a l t e t e mp e r a t u r e ;

*p r e p o l i me r i z z a z i o n e d i s i l i c e c o l l o i d a l e mo n o me r o a

b a s s a v i s c o s i t à e s uc c e s s i v a f r a n t u ma z i o n e d e l l a ma s s a

s o l i d i f i c a t a ;

*a g g l o me r a z i o n e a r t i f i c i a l e d i g r a n u l i i n o r g a n i c i p r i v i d i

r e s i n a .

M o l t o d i r e c e n t e s o n o i n o l t r e s t a t e p r o p o s t e p a r t i c e l l e

d e n o m i n a t e c e r a m i c w h i s k e r s , c i o è p a r t i c e l l e

mo n o c r i s t a l l i n e n i t r o s i l i c e e a g h i f o r m i , d e l l e d i me n s i o n i

me d i e d i 0 , 4 - 5 µ m. L a lo r o f o r ma a l l u n g a t a s a r e b b e

p a r t i c o l a r me n t e v a n t a g g i o s a ne l p r e v e n i r e l a p r o p a g a z i o n e

d i mi c r o c r a c k s .

L a l o r o r e s i s t e n z a a l l a c o mp r e s s io n e , c o n v a l o r i d i c i r c a 3 0

G P a , r i s u l t a d i g r a n l u n g a s u p e r i o r e a q ue l l a d e l l e p a r t i c e l l e

v e t r o s e ( 0 , 1 G P a ) e d e l l e f i b r e ( 3 G P a ) , c he p e r a l t r o s o n o

a mo r f e e p o l i c r i s t a l l i n e , a d i f f e r e n z a d e i w h i s k e r s c h e s o n o

mo n o c r i s t a l l i n i ( D r u m mo n d L . 2 0 0 8 ) .

Q ue s t e n u o v e p a r t i c e l l e v e n g o n o l e ga t e a l l a ma t r i c e p r e v i a

o s s i d a z i o n e e / o t r a t t a me n t o a 5 0 0 ° C c o n s u c c e s s i v a

16

Introduzione

s i l a n i z z a z i o n e e mo s t r a n o u n a ma g g i o r e r e s i s t e nz a a l l ’ u s u r a

r i s p e t t o a i c o mp o s i t i c o n t e n e n t i i r i e mp i t i v i t r a d iz i o n a l i .

2 . 2 . 1 . 3 . F a s e i n t e r m e d i a ( a g e n t e l e g a n t e )

L e p a r t i c e l l e i n o r g a n i c h e d e l r i e mp i t i v o n o n p o s s o n o

f o r ma r e a l c u n t i p o d i l e ga me c h i m i c o c o n l e mo l e c o l e

p o l i me r i c h e ; a f f i n c hé i l r i e mp i t i v o p o s s a s v o l g e r e l a s u a

f u n z i o n e ne l l a ma t r i c e r e s i n o s a è ne c e s s a r i o c h e c i s i a u n

i n t i mo c o n t a t t o t r a l e d ue fa s e ; t a l e c o n t a t t o è g a r a n t i t o

d a l l ’ a ge n t e l e g a n t e ( L i u e t a l . 2 0 0 1 ) .

P r e s u p p o s t o e s s e n z i a l e p e r i l c o r r e t t o f u n z i o n a me n t o d i u n

r e s t a u r o è c he v i s i a u n a p e r f e t t a c o mp e ne t r a z i o n e e

c o n t i n u i t à f i s i c o - me c c a n i c a t r a l e s u e d ue f a s i p r i n c i p a l i .

Q ue s t o c o mp o r t a u na a d e s i o n e l a m i g l i o r e p o s s i b i l e d e l l e

d i v e r s e f a s i t r a l o r o . È s o l o c o s ì , i n f a t t i , c h e l e f o r z e e g l i

s t r e s s c he n o r ma l me n t e a t t r a v e r s a n o i l ma t e r i a l e i n d u r i t o

p o s s o n o d i s t r i b u i r s i i n m o d o o mo g e n e o p a s s a n d o

i n d i s t i n t a me n t e t r a ma t r i c e e r i e mp i t i v o s e nz a v i e

p r e f e r e n z i a l i . I n c o n d i z i o n i i d e a l i l a ma t r i c e , p i ù d u t t i l e ,

t r a s f e r i s c e l e t e n s i o n i a l r i e mp i t i v o c he , e s s e n d o p i ù r i g i d o ,

s i o p p o n e a l l e d e f o r ma z i o n i . I n a s s e nz a d i u n v a l i d o l e g a me

ma t r i c e - r i e mp i t i v o l a c o n s e g u e n z a p i ù i m me d i a t a è c h e l e

17

Introduzione

f o r z e t e n d e r e b b e r o a c o n c e n t r a r s i a l l ’ i n t e r f a c c ia e s i

f o r me r e b b e r o r i me d i f r a t t u r a c o n c o ns e g u e n t e l o r o

p r o p a g a z i o n e n e l l e r e s i n a c h e p o i a v r a n n o v i t a f a c i l e a

d i f f o n d e r s i d i i n t e r f a c c i a a d i n t e r fa c c i a a t t r a v e r s o t u t t o i l

r e s t a u r o .

U n s a l d o l e ga me ma t r i c e - r i e mp i t i v o r a p p r e s e n t a i n o l t r e u n

p r e s u p p o s t o i n d i s p e ns a b i l e p e r e v i t a r e l a p e n e t r a z i o n e d i

mo l e c o le d ’ a c q u a ( U l ma n 1 9 9 6 ) e l a d i s s o l u z i o n e i d r o l i t i c a

d e l l e g a me a l l ’ i n t e r f a c c i a , c o n c o ns e g u e n t e d i s c o l o r a z i o n e e

i n d e b o l i me n t o d e l ma n u f a t t o ( P l u e d d e ma n n 1 9 8 2 ; G r a n d i n i

e t a l . 1 9 9 9 ).

U na d e l l e p r i me v i e t e n t a t e è s t a t a q u e l l a d i u n a n c o r a g g i o

s e mp l i c e me n t e m i c r o me c c a n i c o d e l l a ma t r i c e a l l e

m i c r o p o r o s i t à d e l l e p a r t i c e l l e d i r i e mp i t i v o ( S o d e r h o l m

1 9 8 5 ) , c r e a t e a p p o s i t a me n t e s u l l a l o r o s u p e r f i c i e o p p u r e

me d i a n t e s i n t e r i z z a z i o n e ( E h r n f o r d 1 9 8 3 ) .

I l p r i n c i p a l e a g e n t e l e g a n t e u t i l i z z a t o g i à d a B o w e n ( 1 9 8 2 )

n e i p r i m i c o mp o s i t i è i l s i l a n o , u n c o l l a n t e o r g a n i c o a b a s e

d i s i l i c i o c o l q u a l e v e n g o n o r i c o p e r t e l e p a r t i c e l l e

i n o r g a n i c h e d e l r i e mp i t i v o p r i ma d i e s s e r e i n s e r i t e n e l l a

ma t r i c e . Q u e l l a d e i s i l a n i è i n r e a l t à u n a f a m i g l i a d i c u i

f a n n o p a r t e u n a s e r i e d i mo l e c o l e a c c o m u n a t e t u t t e d a l f a t t o

18

Introduzione

d i p o s s e d e r e u n d o p p i o g r u p p o f u n z i o n a l e : me t a c r i l i c o d a u n

l a t o , p e r l e g a r e i mo n o me r i d e l l a ma t r i c e , s i l a n i c o

d a l l ’ a l t r o , p e r l e g a r e l e p a r t i c e l l e d i r i e mp i t i v o .

L a mo l e c o la a t t u a l me n t e d i p i ù l a r g o u s o è i l me t a c r i l o s s i -

p r o p i l t r i me t o s s i s i l a n o , c a r a t t e r i z z a t a d a u n g r u p p o

me t a c r i l i c o ( - C O - C C H 3 = C H 2 ) a u n ’ e s t r e m i t à d e l l a mo l e c o l a

e d a t r e g r u p p i t r i me t o s s i l i c i [ - S i - ( O C H3 ) 3 ] a l l ’ a l t r o c a p o

( F i g u r e 8 e 9 ) .

L ’ o t t e n i me n t o d i u n a r i c o p e r t u r a o t t i ma l e d a p a r t e d e l

s i l a n o è i n f l u e n z a t a d a l l a g e o me t r i a s u p e r f i c i a l e d e l l e

p a r t i c e l l e d i r i e mp i t i v o e d a l l ’ e v e n t ua l e p r e s e n z a s u d i e s s e

d i i mp u r i t à d e p o s t e d u r a n t e l e f a s i d i p r o d u z i o n e ( J o h a n s o n

e t a l . 1 9 6 7 ) .

U na d e p o s iz i o n e n o n o t t i ma l e d e l l ’ a g e n t e l e ga n t e s u l f i l l e r

d e t e r mi n e r e b b e u n a r i d o t t a r e s i s t e nz a a l l ’ u s u r a ( P o w e r s e t

a l . 1 9 7 4 ) . L a s i l a n i z z a z i o n e n o n a v r e b b e i n f l u e n z a ne a nc h e

s u l mo d u l o d i e l a s t i c i t à d e l c o mp o s i t o , s e c o n d o S a k a g u c h i

( 1 9 9 9 ) e F e r r a c a ne ( 1 9 9 9 ) .

19

Introduzione

2 . 2 . 2 . C L A S S I F I C A Z I O N E

C o mp o s i z i o n e c h i m i c a , mo d a l i t à d i p o l i me r i z z a z i o n e e

c a r a t t e r i s t i c h e d e l r i e mp i t i v o r a p p r e s e n t a n o s o l o a l c u n i d e i

d i v e r s i p a r a me t r i c h e c o n s e n t o n o d i d i s t i n g u e r e t r a l o r o i

n u me r o s i c o mp o s i t i o g g i d i s p o n i b i l i s u l me r c a t o , o g n u n o

c o n p r o p r i e t à me c c a n i c h e e i n d i c a z i o n i c l i n i c h e s p e c i f i c h e .

N o n o s t a n t e e s i s t a n o mo l t e c a r a t t e r i s t i c h e d i f f e r e n z ia l i , l a

c l a s s i f i c a z i o ne d e i ma t e r i a l i c o mp o s i t i v i e n e f a t t a

g e ne r a l me n t e i n b a s e a l l e d i me n s i o n i d e l r i e mp i t i v o e d a l l a

t e c n i c a d i f a b b r i c a z i o n e .

I n b a s e a l l e d i me n s i o n i d e l r i e mp i t i v o , ( S w i f t e t a l . 1 9 9 5 )

c l a s s i f i c a v a n o i c o mp o s i t i d e n t a l i i n ma t e r i a l i c o s t i t u i t i d a :

• me g a r i e mp i t i v i : 2 - 0 . 5 m m; s i t r a t t a i n p r a t i c a d e g l i i n s e r t i

d i v e t r o c e r a mi c a d a a n n e g a r e t o t a l me n t e ne l c o mp o s i t o

s e c o n d o t e c n i c h e r e c e n t e me n t e p r o p o s t e ;

• ma c r o r i e mp i t i v i : 1 0 0 - 1 0 µ m;

• me d i o r i e mp i t i v i : 1 0 - 1 µ m;

• m i n i r i e mp i t i v i : 1 - 0 , 1 µ m;

• m i c r o r i e mp i t i v i : 0 , 1 - 0 , 0 1 µ m;

• n a n o r i e mp i t i v i : 0 , 0 1 - 0 , 0 0 5 µ m, a t t u a l me n t e i n f a s e

a va n z a t a d i s p e r i me n t a z i o n e .

20

Introduzione

G l i s t e s s i A u t o r i , r i c l a s s i f i c a v a n o i ma t e r i a l i s t e s s i a nc h e i n

b a s e a l l e t e c n i c he d i p r o d u z io n e d e i c o mp o s i t i . E s s i

d i s t i n g u e v a n o t e c n i c h e p e r t r i t u r a z i o n e o p e r p r e c i p i t a z i o n e ,

o p p u r e p e r t r i t u r a z i o n e o v a p o r i z z a z i o n e d i p a r t i c e l l e

p r e p o l i me r i z z a t e o r g a n i c o - i n o r ga n i c h e , o p p u r e p e r

c o n g l o me r a z i o n e me d i a n t e p r o c e s s o d i s i n t e r i z z a z i o n e d e l l e

p a r t i c e l l e d i r i n f o r z a n t e .

G e ne r a l me n t e p o s s i a mo i n d i c a r e l e s e g u e n t e c l a s s i f i c a z i o n i :

L U T Z F , S E T C O S J C , P H I L I P S R W , R O U L E T J F ( 1 9 8 3 )

C l a s s e I , C o mp o s i t i t r a d i z i o n a l i : d i me n s i o n i me d i e

p a r t i c e l l e 2 - 1 2 m i c r o n ,

C l a s s e I I , C o mp o s i t i m i c r o r i e mp i t i : l a d i me n s i o n e me d i a

d e l l e p a r t i c e l l e è d i 0 , 0 4 m i c r o n ,

C l a s s e I I I , C o mp o s i t i r e s i n o s i a b a s e d i m i c r o p a r t i c e l l e .

* C o mp l e s s i m i c r o - e p r e p o l i me r i z z a t i r e i n s e r i t i n e l l a ma s s a

* C o mp l e s s i m i c r o r i e mp i t i p r e p o l i me r i z z a t i d i f o r ma s f e r i c a

* C o mp l e s s i a g g l o me r a t i d i m i c r o p a r t i c e l l e

C l a s s e I V , C o mp o s i t i i b r i d i : l e d i me ns i o n i d e l l e p a r t i c e l l e

s o n o 0 , 0 4 - 1 0 0 mi c r o n .

21

Introduzione

B R A E M M , L A M B R E C H T S P , V A N H E R L E G . ( 1 9 8 4 )

• T r a d i z i o n a l i

*P r i m i t i v i ( 5 - 3 0 µ m)

*R e c e n t i ( 1 - 5 µ m)

• I b r i d i

*3 - 1 0 µ m

*≤ 2 µ m

• M is c e l l a n e i

*C o mp l e s s i p r e p o l i me r i z z a t i

*C o mp l e s s i a g g l o me r a t i

• M i c r o r i e mp i t i

*O mo g e n e i

*N o n o mo g e n e i

– G r a n u l a r i P r e p o l i me r i z z a t i ( 1 - 2 0 0 µ m)

– S f e r i c i p r e p o l i me r i z z a t i ( 5 - 5 0 µ m)

– A g g l o me r a t i ( 1 - 2 5 µ m)

C R A I G ( 1 9 8 5 )

T i p o I Le p a r t i c e l l e i n o r g a n i c he ve n g o n o u n i f o r me me n t e

d i s p e r s e a l l ’ i n t e r n o d e l l a ma t r i c e .

* C l a s s e I . P a r t i c e l l e d i g r o s s a t a g l i a ( m a c r o s i z e ) 8 - 2 5 µ m

( o t t e n u t e p e r t r i t u r a z i o ne ) .

22

Introduzione

* C l a s s e I I . P a r t i c e l l e d i p i c c o la t a g l i a ( m i n i s i z e ) 1 - 8 µ m

( o t t e n u t e p e r t r i t u r a z i o ne )

* C l a s s e I I I . M ic r o p a r t i c e l l e ( m i c r o s i z e ) 0 , 0 4 - 0 , 2 µ m

( o t t e n u t e p e r p r e c i p i t a z i o n e ) .

* C la s s e I V . M is c e l a d i C la s s i I - I I I .

T i p o I I P a r t i c e l l e p r e p o l i me r i z z a t e c o n t e n e n t i

m i c r o p a r t i c e l l e d i s i l i c e c o l l o i d a le d i s p e r s e a l l ’ i n t e r n o d e l l a

ma t r i c e .

* C la s s e I . M a c r o p a r t i c e l l e p r e p o l i me r i z z a t e 1 - 2 0 0 µ m.

* C l a s s e I I . M i s c e l a d e l p r e c e d e n t e ( T i p o I I - C l a s s e I ) c o n

l e C l a s s i I I e I I I d e l T i p o I .

A L B E R S H. ( 1 9 8 5 )

• C o mp o s i t i ma c r o r i e mp i t i : l a d i me ns i o n e me d i a d e l l e

p a r t i c e l l e è d i 0 . 6 - 1 5 µ m.

• C o mp o s i t i m i c r i r i e mp i t i : l a d i me n s i o n e me d ia d e l l e

p a r t i c e l l e è d i 0 . 0 4 µ m.

• C o mp l e s s i a g g l o me r a t i d i mi c r o p a r t i c e l l e .

• C o mp o s i t i i b r i d i .

• C o mp o s i t i c o s t i t u i t i d a p a r t i c e l l e d i t a g l i a p i c c o la : l a

d i me ns i o n e me d ia d e l l e p a r t i c e l l e è d i 5 µ m.

• C o mp o s i t i f o r t e me n t e r i e mp i t i ( c o n 8 0 % d i r i e mp i t i v o ) .

23

Introduzione

W I L L E M S G , L A M B R E C H T S P , B R A E M M , C E L I S J P ,

V AN H E R L E G ( 1 9 9 2 )

• C o mp o s i t i c a r i c a t i

❏ M e d i o - r i e mp i t i < 6 0 v o l %

– U l t r a f i n i < 3 µ m

– F i n i > 3 µ m

❏ C o mp a t t i > 6 0 v o l %

– U l t r a f i n i < 3 µ m

– F i n i > 3 µ m

• C o mp o s i t i m i c r o f i n i

❏ O mo g e n e i

❏ E t e r o ge n e i

– P a r t i c e l l e mi s t e

– P a r t i c e l l e a g g l o me r a t e

– A g g l o me r a t i s i n t e t i z z a t i

– P a r t i c e l l e s f e r i c h e

• C o mp o s i t i m i s t i

• C o mp o s i t i t r a d iz i o n a l i

• C o mp o s i t i r i n f o r z a t i c o n f i b r e

I c o mp o s i t i p o s s o n o e s s e r e c l a s s i f i c a t i s e c o n d o i l me t o d o d i

p o l i me r i z z a z i o n e ; C o m p o s i t i a u t o - e f o t o p o l i m e r i z z a b i l i .

24

Introduzione

2 . 2 . 3 . P R O P R I E T A ’ D E L L E R E S I N E C O M P O S I T E

I l c o mp o s i t o i d e a le d o v r e b b e p o s s e d e r e t a l i r e q u i s i t i :

1 - P r a t i c i t a ’ :

* f a c i l e s c e l t a d e l c o l o r e ;

* c o n s i s t e n z a o t t i ma l e ;

* l i m i t a t a s e n s i b i l i t a ’ a l l ’ u m i d i t a ’ p r i ma d e l l ’ i n d u r i me n t o ;

* b u o n a p o s s i b i l i t a ’ d i r i f i n i t u r a ;

* s e ns i b i l i t a ’ l i m i t a t a a l l a l u c e .

2 - R e q u i s i t i c l i n i c i :

* s t a b i l i t a ’ c r o ma t i c a ;

* b u o n a d a t t a me n t o c r o ma t i c o a q ue l l o d e i d e n t i n a t u r a l i ;

* r a d i o p a c i t a ’ :

* a d a t t a me n t o ma r g i n a l e b u o n o ;

* b u o n a a d e s i o n e a l t e s s u t o d e n t a le ;

* l i m i t a t a r i t e n z i o n e d i p l a c c a .

3 - B u o n e p r o p r i e t a ’ c h i m i c o - f i s i c he :

* b u o n e p r o p r i e t a ’ me c c a n i c h e ;

* l i m i t a t a s o l u b i l i t a ’ ;

* l i m i t a t a e s p a n s i o ne t e r m i c a ;

* l i m i t a t a c o n t r a z i o n e d a p o l i me r i z z a z i o n e ;

* g r a d o d i c o n v e r s i o n e e l e v a t o .

25

Introduzione

4 - B i o c o mp a t i b i l i t a ’ :

* l a r e s i n a c o mp o s i t a d o v r e b b e a ve r e u n a t o s s i c i t à

l i m i t a t i s s i ma .

I c o mp o s i t i a t t u a l i , n o ns t a n t e g l i e n o r m i p r o g r e s s i , n o n s o n o

a nc o r a i n g r a d o d i s o d d i s f a r e t u t t e l e s u d d e t t e a s p e t t a t i v e .

26

Introduzione

2 . 2 . 4 . C A M P O D I A P P L I C A Z I O N E D E L L E R E S I N E

C O M P O S I T E

L e r e s i n e c o mp o s i t e n o n v e n g o n o us a t e s o l o p e r l a

r e s t a u r a z i o n e d i r e t t a , ma s o n o ma t e r i a l i e s t r e ma me n t e

v e r s a t i l i i mp i e g a t i i n q u a s i t u t t i g l i a mb i t i d e l l ’ o d o n t o i a t r i a

( W a t t s D . C . , 1 9 9 2 ) :

- R e s t a u r i d i r e t t i i n v a r i c l a s s e , n e i s e t t o r i a n t e r i o r i e

p o s t e r i o r i .

- R ic o s t r u z i o ne d i i n c i s i v i f r a t t u r a t i o d e n t i a n t e r i o r i

ma l f o r ma t i .

- R ic o p e r t u r a d i d i f e t t i d e l l o s ma l t o .

- R e s t a u r o d i a b r a s i o n i c e r v i c a l i .

- C o s t r u z i o n e d i mo n c o n i d a r i v e s t i r e c o n c o r o n e

p r o t e s i c h e .

- A p p l i c a z i o n e d i ve n e e r l a mi n a r i s u i d e n t i a n t e r i o r i ,

c o r o n e i n c e r a mi c a .

- C e me n t a z i o n e d i b a n d e e a t t a c c h i o r t o d o n t i c i o

ma n t e n i t o r i d i s p a z i o .

- S p l i n t a g g i o d i d e n t i p e r i o d o n t a l me n t e c o mp r o me s s i .

- C o s t r u z i o n e d i p r o v v i s o r i i m m e d ia t e .

- R ip a r a z i o ne o r i c o s t r u z i o n e d i r i v e s t i me n t i e s t e t i c i .

27

Introduzione

- C e me n t a z i o n e a d e s i v a d i r e s t a u r i i n r e s i n a c o mp o s i t a o

c e r a m i c a i n t e g r a l e .

- S i g i l l a t u r a d i s o l c h i e f e s s u r e , c o me me z z o p r e ve n t i v o

d i l e s i o n i c a r i o s e .

28

Introduzione

3 . POLIMERI ZZA ZIONE

3 . 1 . R E A Z I O N E D A P O L I M E R I Z Z A Z I O N E

T u t t i i c o mp o s i t i i n d u r i s c o n o i n s e g u i t o a d u n a r e a z i o n e d i

p o l i me r i z z a z i o n e c he c o i n v o l g e i mo n o me r i c o n t e n u t i

a l l ’ i n t e r n o d e l l a ma t r i c e o r ga n i c a . L a p o l i me r i z z a z i o n e è u n

p r o c e s s o a t t r a v e r s o i l q u a l e i mo n o me r i l i b e r i s i l e ga n o

r e c i p r o c a me n t e f i n o a f o r ma r e c o mp l e s s i ma c r o mo l e c o la r i

d e n o m i n a t i a p p u n t o p o l i m e r i . i l c o mp o s i t o no n

p o l i me r i z z a t o f o r m a u n a ma s s a f l u i d a v i s c o s a c h e p u ò

e s s e r e i n s e r i t a ne l l a c a v i t à d e n t a r i a e p l a s ma t a

o p p o r t u n a me n t e s e c o n d o l ’ a na t o m i a v o l u t a , a s s u me n d o , s o l o

d o p o l a p o l i me r i z z a z i o n e , l e c a r a t t e r i s t i c h e c r o ma t i c he e

f i s i c o - me c c a n i c h e f i n a l i . U n a r e a z i o ne d i p o l i me r i z z a z i o n e

i d e a l e d o v r e b b e e s s e r e r a p i d a ( p e r mo t i v i d i p r a t i c i t à ) ,

c o mp l e t a ( p e r o t t e n e r e p r o p r i e t à o t t i ma l i d e l c o mp o s i t o ) ,

u n i f o r me ( i n t u t t a l a ma s s a d e l r e s t a u r o ) , c o n u n o s t r e s s

n u l l o o r i d o t t o a l l ’ i n t e r f a c c i a d e n t e - r e s t a u r o ( P e u t z f e l d t

1 9 9 7 ) .

30

Polimerizzazione

N e l l a p o l i a d d iz i o n e d e l l e r e s i n e c o mp o s i t e s o n o

i n d i v i d u a b i l i t r e s t a d i : ( C o o k W . D . 1 9 8 3 )

1 . P e r i o d o d i i n d u z i o n e ( S t a d i o i n i z i a l e ) : l e mo l e c o le d i

i n i z i a t o r e ve n g o n o d e c o mp o s t e d a l l ’ a t t i v a t o r e e i

r a d i c a l i c he n e d e r i v a n o s o n o r e s p o n s a b i l i , a l o r o

v o l t a , d e l l ’ a t t i v a z i o ne d i a l c u n e mo l e c o le mo n o me r i c h e

t r a m i t e f o r ma z i o ne d e i p r i m i c o mp l e s s i r a d i c a l i c i

mo n o me r o / i n i z i a t o r e .

2 . p e r i o d o d i p r o p a g a z i o n e ( S t a d i o i n t e r me d i o ) : l a c a t e n a

mo n o me r i c a s i a l l u n g a , i n c o n s e g ue n z a d e l l e ga me d e l

mo n o me r o a t t i v o c o n u n mo n o m e r o i n a t t i v o .

3 . P e r i o d o d i t e r m i n a z i o n e ( S t a d i o f i n a l e ) : d ue

me c c a n i s m i c o n s e n t a n o l a d i s a t t i v a z i o n e d e l r a d ic a le e

q u i n d i l ’ a r r e s t o d e l l ’ a c c r e s c i me n t o d e l l a

ma c r o mo l e c o l a p o l i me r i c a

- A c c o p p i a me n t o d i d u e d i v e r s e ma c r o mo l e c o l e

r a d i c a l i c he

- L e g a me d e l r a d i c a le c o n u n i n i b i t o r e , a g g i u n t o i n

p ic c o l e q u a n t i t à a l l a mi s c e la m o no me r i c a d i b a s e ;

e s s o e v i t a a n c h e l a p o l i me r i z z a z io n e p r e c o c e d e l l a

r e s i n a i n s t o c c a g g i o .

31

Polimerizzazione

3 . 1 . 1 . A U T O P O L I M E R I Z Z A Z I O N E

N e i c o mp o s i t i a u t o p o l i me r i z z a n t i , l a r e a z i o n e d i

p o l i me r i z z a z i o n e p r e n d e v a a v v i o s o l o d o p o l a mi s c e la z i o ne

d i d u e c o mp o n e n t i d i s t i n t i ( p a s t a - p a s t a o l i q u i d o - p a s t a ) ,

a l l ’ i n t e r n o d e i q ua l i e r a n o c o n t e n u t i s e p a r a t a me n t e g l i

i n i z i a t o r i o c a t a l i z z a t o r i ( p e r o s s i d o d i b e n z o i l e ) e g l i

a c c e l e r a t o r i d i p o l i me r i z z a z io n e ( a m i n e t e r z i a r i e

a r o ma t i c he ) .

3 . 1 . 2 . F O T O P O L I M E R I Z Z A Z I O N E

N e i c o mp o s i t i f o t o p o l i me r i z z a b i l i , l a r e a z i o ne d i

p o l i me r i z z a z i o n e è i n n e s c a t a d a l l a l u c e v i s i b i l e ( V L ) .

Q ue s t i ma t e r i a l i s o n o c o s t i t u i t i d a u n ’ u n i c a p a s t a

a l l ’ i n t e r n o d e l l a q u a l e i l c a t a l i z z a t o r e è g i à p r e s e n t e , m a

d i v i e n e a t t i v o s o l o d o p o i r r a g g i a me n t o c o n u n a f o n t e

l u m i n o s a d i l u n g h e z z a d ’ o n d a c o mp r e s a ( T a i r a M . e t

a l . 1 9 8 8 ) ge n e r a l me n t e e n t r o u n 400- 470 nm.

D u r a n t e i l t e mp o d i a t t i v a z i o ne u n s o l o r a d i c a l e p u ò

i n t e g r a r e ne l l a r e t e p o l i me r i c a f i n o a 5 0 mo n o me r i

( S t a n s b u r y J . W . , 2 0 0 0 ) .

32

Polimerizzazione

I c o mp o s i t i a d a t t i v a z i o n e f o t o c h i m i c a s o n o i p i ù u s a t i

p e r c hé p r e s e n t a n o d e i v a n t a g g i r i s p e t t o a i c o mp o s i t i

a u t o a t t i v a t i :

L a p o l i me r i z z a z i o n e c o n u n ma g g i o r e g r a d o d i

c o n v e r s i o ne mo n o me r i c a u n c o mp o s i t o c o n p r o p r i e t à

f i s i c h e e c h i m i c h e c he n e mi g l i o r a n o i l c o mp o r t a me n t o

c l i n i c o ( V a n k e r c k h o v e n H . e t a l . 1 9 8 2 )

L a r e a z i o n e d i p o l i me r i z z a z i o ne v i e n e a t t i v a t a ne l

mo me n t o i n c u i i l c o mp o s i t o v i e n e e s p o s t o a l l a l u c e .

P o l i me r i z z a z i o n e i n p r e s e nz a d ’ a r i a , s t a b i l i s c e u n

l e ga me i m me d i a t o t r a u n o s t r a t o d i c o mp o s i t o

p o l i me r i z z a t o e i l s uc c e s s i v o ( R u y t e r E . 1 9 8 1 ) ,

r i s p e t t a n d o i n q u e s t o mo d o g l i s p e s s o r i ma s s i m i d i

p e ne t r a z i o n e d e l l a l u c e ne l me z z o v i s c o s o ( 1 - 2 m m n e i

c o mp o s i t i a t t i v a t i t r a mi t e l u c e U V ; 3 m m s e

l ’ a t t i v a z i o n e a v v i e n e t r a mi t e l u c e v i s i b i l e ( S a la k o O . e t

a l . 1 9 7 9 , R u y t e r E . e t a l . 1 9 8 2 ) .

33

Polimerizzazione

3 . 1 . 3 . F O T O I N I Z I A T O R I

I f o t o i n i z i a t o r i , u n a v o l t a a t t i v a t i , s i d e c o mp o n g o n o d a n d o

o r i g i n e a r a d i c a l i l i b e r i a l t a me n t e r e a t t i v i c h e , e n t r a n d o i n

c o n t a t t o c o n l e mo l e c o l e c i r c o s t a n t i ( a l t r i i n i z i a t o r i e / o

mo l e c o le d i mo n o me r o ) , l e a t t i v a n o a l o r o v o l t a . M o l t o

s c he ma t i c a me n t e , o g n i f o t o i n i z i a t o r e d à o r i g i n e a d u n

n u c l e o d i a t t i v a z i o ne , d a c u i d i f f o n d e i n ma n i e r a

m u l t i c e n t r i c a l a r e a z i o n e a c a t e na d e l l a p o l i me r i z z a z i o n e ,

e s t e n d e n d o s i i n f i n e r a p i d a m e n t e a t u t t o i l ma t e r i a l e . I l

f o t o i n i z i a t o r e p i ù d i f f u s o è i l c a n f o r o c h i n o n e ( C Q ) c h e h a i l

ma s s i mo s p e t t r o d i a s s o r b i me n t o a t t o r n o a i 4 6 8 - 4 7 0 n m, m a

p o s s o n o e s s e r e us a t i a n c he a l t r i α d i c h e t o n i , c o me i l

f e n i l p r o p a n e d i o n e ( P P D ) , c h e a s s o r b e l a l u c e a 4 1 0 n m e

v i e n e i n c e r t i c a s i p r e f e r i t o a l C Q , c h e h a u n c o l o r e

g i a l l a s t r o e p u ò d a r e f a s t i d i o s i e f f e t t i t r a s p a r e n t i n e l

r e s t a u r o f i n a l e .

34

Polimerizzazione

3 . 2 . L A M P A D E P E R P O L I M E R I Z Z A Z I O N E

I ma t e r i a l i d e n t a r i c h e i n d u r i s c o n o me d i a n t e l a l u c e s o n o

s e mp r e p i ù n u me r o s i , p e r c u i s o no s e mp r e p i ù us a t e l e

l a mp a d e f o t o p o l i me r i z z a n t i ( F i g u r a 1 0 ) .

M a t e r i a l i d e n t a l i i n i z i a l me n t e u s a t i e r a n o p o l i me r i z z a t i d a

l u c e u l t r a v i o l e t t a d i l u n g h e z z a d ' o n d a f r a 1 0 e 3 8 0

n a n o me t r i , me n t r e g l i a t t u a l i m a t e r i a l i u t i l i z z a n o l o s p e t t r o

v i s i b i l e ( l u n g h e z z a d ' o n d a f r a 4 0 0 e 7 0 0 n m) . P i ù

p r e c i s a me n t e è l a l u c e a l l ' e s t r e m i t à b l u d e l l o s p e t t r o

v i s i b i l e , v i c i n o a l l i m i t e b l u - ve r d e , q u e l l a u t i l i z z a t a p e r

i n d u r i r e g l i a t t u a l i ma t e r i a l i . U n f i l t r o o t t i c o s p e c i a l e ,

i n s t a l l a t o f r a l a l a mp a d i n a e i l p u n t a l e a f i b r e o t t i c he ,

l a s c i a f i l t r a r e s o l o l e l u n g h e z z e d ' o n d a c o mp r e s e f r a 4 0 0 e

5 2 0 n m, me n t r e q u e l l e d e l l e b a n d e ve r d e , g i a l l a e r o s s a

( 5 2 0 - 7 0 0 n m) v e n g o n o e l i m i n a t e p e r c hé i n e f f i c a c i . I n f a t t i l o

s p e t t r o d i a s s o r b i me n t o d e l p i ù c o m u n e f o t o i n i z i a t o r e

p r e s e n t e n e i c o mp o s i t i , i l c a n f o r o c h i n o n e , s t a n e l l a b a n d a d i

l u n g h e z z a d ' o n d a f r a 4 5 0 e 5 0 0 n m, c o n u n p i c c o d i

a s s o r b i me n t o a 4 7 0 n m ( F i g u r a 1 1 ) .

35

Polimerizzazione

P e r o t t e ne r e l a f o t o p o l i me r i z z a z i o ne o c c o r r e u n a c e r t a

i n t e ns i t à d i e n e r g i a l u m i n o s a ( mW / c m ² ) a p p l i c a t a p e r u n

d e t e r mi n a t o t e mp o . S i r i t i e n e c he p e r p o l i me r i z z a r e u n o

s t r a t o d i c o mp o s i t o d i 1 m m i n u n s e c o n d o s i a ne c e s s a r i a

u n a q u a n t i t à d i e n e r g i a 1 6 0 0 0 mW / c m² , ma è d i f f i c i l e

d i s p o r r e d i u n a p o t e nz a c o s ì e l e va t a ne l c a v o o r a le , p e r c u i

s i p u ò u t i l i z z a r e u n a p o t e n z a l u m i n o s a i n f e r i o r e p e r u n

t e mp o ma g g i o r e . P e r e s e mp i o , s i p o s s o n o i r r a d i a r e 1 0 0 0

mW / c m² p e r u n t e mp o d i 1 6 s e c o n d i ; d i c o n s e g u e n z a

d i s p o n e n d o d i u n a l a mp a d a c h e e r o g h i 4 0 0 mW / c m ²

s a r e b b e r o ne c e s s a r i 4 0 s e c o n d i d i e s p o s i z i o n e . ( F o w l e r e t a l .

1 9 9 4 ) . È s e mp r e r a c c o ma n d a b i l e a u me n t a r e i t e mp i d i

i r r a g g i a me n t o a l f i n e d i e v i t a r e u n a p o l i me r i z z a z i o n e

i n c o mp l e t a ( T a t e W . e t a l . 1 9 9 9 ) . T u t t a v i a t e mp i d i

i r r a g g i a me n t o s u p e r i o r i a 4 0 , 6 0 s e c o n d i n o n i n c r e me n t a n o

p i ù i l g r a d o d i p o l i me r i z z a z i o ne s e v i e n e u t i l i z z a t a u n a

c o m u n e l a mp a d a a l o ge n a d i 4 0 0 - 6 0 0 mW / c m 2 .

A t t r a v e r s a n d o i l ma t e r i a l e r e s t a u r a t i v o l a l u c e s u b i s c e

u n ' a t t e n u a z i o n e d i i n t e n s i t à d i p e nd e n t e d a v a r i f a t t o r i :

1 ) l o s p e s s o r e d e l ma t e r i a l e ;

36

Polimerizzazione

2 ) l a p r e s e n z a d i r i e mp i t i v o e l e d i me n s i o n i d e l l e s u e

p a r t i c e l l e ;

3 ) i l c o l o r e ( l e t i n t e p i ù s c u r e t r a s me t t o n o me n o l u c e ) ;

4 ) i l d i s e g n o d e l l a c a v i t à ;

5 ) l a d i s t a n z a t r a e s t r e mi t à d e l p u n t a l e e s u p e r f i c i e d e l

ma t e r i a l e . I l c l i n i c o d e v e r i c o r d a r e c he l ' a p p a r e n t e d u r e z z a

s up e r f i c i a l e d e l ma t e r i a l e p uò n a s c o n d e r e u n a

p o l i me r i z z a z i o n e i n t e r n a i n a d e g u a t a ( B u r g e s s J , 1 9 9 9 ) .

I n c o m me r c i o s o n o p r e s e n t i d i v e r s i t i p i d i l a mp a d e

p o l i me r i z z a t r i c i c o n d i f f e r e n t i p o t e n z e ( F i g u r a 1 0 ) :

L a mp a d a a l o g e n a

L a mp a d a a l p l a s ma

L a mp a d a L . E . D . ( L i g h t E mi t t i n g D io d e ) .

L a q u a n t i t à d i c a l o r e e m e s s a d a u n a p p a r e c c h i o

f o t o p o l i me r i z z a n t e d i p e n d e d a n u me r o s e v a r i a b i l i : i n t e ns i t à

l u m i n o s a , t e mp o d i i r r a g g i a me n t o , n a t u r a d e l l a s o r g e n t e d i

l u c e , d i s t a n z a d e l p u n t a l e d a l l a s up e r f i c i e d e l t e s s u t o , ma

s o p r a t u t t o d a l l ’ e f f i c i e nz a d e l f i l t r o n e l s e l e z i o n a r e l e

l u n g h e z z e d ’ o n d a u t i l i e s c l u d e n d o q u e l l e c a l o r i c h e ( F a n o L .

e t a l . 1 9 9 8 ) .

37

Polimerizzazione

4 . CITOTOSS IC ITA’ E RILAS CIO

S i d e f i n i s c e c i t o t o s s i c i t à l ' e f f e t t o d i u n a g e n t e d i t i p o

c h i mi c o ( u n a mo l e c o la ) , f i s i c o ( t e mp e r a t u r a , r a d i a z i o n e o

o nd a e l e t t r o ma g n e t i c a ) o b i o l o g i c o ( u n a c e l l u l a d e l s i s t e ma

i m m u n i t a r i o ) i n g r a d o d i i n d u r r e d a n n o a d u n a c e l l u l a .

L ' a g e n t e c he i n d u c e t a l e d a n n o v i e n e s p e s s o d e f i n i t o

c i t o t o s s i n a ( C o he n J . 1 9 9 3 ) . Q ue s t i ma t e r i a l i a b a s e d i

r e s i n e s u b i s c o n o u n o a s s o r b i m e n t o d e i l i q u i d i n e i i p r i m i

g i o r n i d o p o i m me r s i o ne i n a c q u a o s a l i v a ( S ma l l C . e t a l .

1 9 9 8 , C a t t a n i e t a l . 1 9 9 9 , A k a s h i e t a l . 1 9 9 9 ) .

I n t u t t e l e r e a z i o n i d i p o l i me r i z z a z i o n e l a r e a z i o n e c h i m i c a

c he t r a s f o r ma mo n o me r i i n p o l i me r o n o n è ma i t o t a l e . N e l

m i g l i o r e d e i c a s i s i a r r i v a c i r c a 8 0 % d e i mo n o me r i v i e n e

t r a s f o r ma t o . P e r l e s o s t e n z e t i p o c o mp o s i t i , l a f r a z i o n e n o n

p o l i me r i z z a t a p u ò v a r i a r e d a l 2 5 % a l 6 0 % . Q u e s t a

t r a s f o r ma z i o ne i n c o mp l e t a c o m p o r t a , i n s i t u a z i o n i c l i n i c h e ,

i l r i l a s c i o d i mo n o me r i n e l l a c a v i t à o r a l e e ne i f l u i d i

b i o l o g i c i , f e n o me n o c h e r a g g i u n g e l a s u a ma s s i ma i n t e n s i t à

n e l l e 2 4 o r e s e g u e n t i i l t r a t t a m e n t o ( H a ns e n 1 9 8 3 , L e u n g e t

a l . 1 9 8 5 , W a t t s e t a l . 1 9 8 6 , F e r r a c a n e e t a l . 1 9 9 0 , P i l o e t

a l . 1 9 9 2 ) .

L a p r i n c i p a l e c a u s a d i c i t o t o s s i c i t à d e l l e r e s i n e c o mp o s i t e

u t i l i z z a t e i n o d o n t o i a t r i a è c o s t i t u i t a d a i mo n o me r i

39

Citotossicità e Rilascio

me t a c r i l i c i n o n t r a s f o r ma t i ( Q u i n l a n A . e t a l . 2 0 0 2 ) . I

mo n o me r i c he n o n e n t r a n o a fa r p a r t e d e l l a s t r u t t u r a

p o l i me r i c a s o n o r i l a s c i a t i d a l ma t e r i a l e s t e s s o ne l c a v o

o r a l e ( F e r r a c a n e J . 1 9 9 4 , M i c he l s e n V . e t a l . 2 0 0 3 ,

M u n k s ga a r d C . e t a l . 2 0 0 0 ) . L a p r e s e n z a d i t a l i mo l e c o l e

p uò e s s e r e a l l ’ o r i g i n e d i u n a g r a n v a r i e t à d i i n t e r a z i o n i

c h i mi c h e e b i o l o g i c h e , c h e p o s s o n o e s i t a r e i n

u n ’ i n f i a m ma z i o n e o ne l l a mo r t e c e l l u l a r e , a p o p t o s i e / o

n e c r o s i ( G e u r t s e n e t a l . 1 9 9 8 , S c h ma l z 1 9 9 8 , N ic h o l s e n e t

a l . 2 0 0 8 ) .

U n va n t a g g i o d i u n a p o l i me r i z z a z io n e o t t i ma l e è c o s t i t u i t o

d a l l a p o s s i b i l i t à d i o t t e ne r e l a m i n i ma q u a n t i t à p o s s i b i l e d i

r i l a s c i o d a p a r t e d e l ma t e r i a l e t r a t t a t o ( T o n g e t a l . 2 0 0 5 ,

F r a nz a e t a l . 2 0 0 3 , S c h ma l z e t a l . 2 0 0 5 , e B o u i l l a g u e t e t a l .

2 0 0 2 ) .

N u me r o s i f a t t o r i p o s s o n o i n f l u e n z a r e i l g r a d o d i

c o n v e r s i o ne p o l i me r i c a d i u n a r e s i n a c o mp o s i t a a p a r i t à d i

s o r g e n t e l u m i n o s a : l a c o mp o s i z i o n e c h i m i c a d e l mo n o me r o ,

l a p e r c e n t u a l e e l e c a r a t t e r i s t i c h e d e l r i e mp i t i v o , i l c o l o r e

e l a t r a s l u c e n t e z z a d e l l a r e s i n a c o mp o s i t a ( H a n k s e t a l .

1 9 9 6 ) .


40

N e g l i u l t i m i a n n i l a b i o c o mp a t i b i l i t à d e i ma t e r i a l i d e n t a r i a

b a s e d i r e s i n a è d i v e n t a t a u n a q u e s t i o n e s e mp r e i mp o r t a n t e .

S e c o n d o ( Y o s h i i 1 9 9 7 ) c ’ è u n a r e l a z i o n e e v i d e n t e t r a l a

s t r u t t u r a d e l mo n o me r o e l a c i t o t o s s i c i t à .

G l i s t u d i d i c o l t u r a c e l l u l a r e ha n n o d i mo s t r a t o c h e i

mo n o me r i d e l l a r e s i n a s o n o c i t o t o s s i c i a c o n t a t t o d i r e t t o

c o n c e l l u l e f i b r o b la s t i ( H a n k s e t a l . 1 9 9 1 , S c h e d l e A . e t

a l . 1 9 9 8 , G e u r t s e n W . 1 9 9 8 , La i Y . e t a l . 2 0 0 4 , T h o n e ma n n

B . e t a l . 2 0 0 2 , B e c h e r R . e t a l . 2 0 0 6 , S o u z a a P . 2 0 0 6 ) . G l i

e s t r a t t i d e l mo n o me r o B i s - G M A e i l c o mo n o me r o T E G -

D M A, i n f l u e n z a n o l a f e r t i l i t à d e i t o p i f e m m i n e ( D r a ma n i e t

a l . 2 0 0 6 ) . I n a la z i o ne d e i p a r t i c e l l e d i r e s i n a c o mp o s i t a

( < 1 0 µ m ) p u ò p r o v o c a r e u n a i n f i a m ma z i o n e c r o n i c a n e l

s i s t e ma r e s p i r a t o r i o d e l c o n i g l i o ( G o l d b e r g B . e t a l . 1 9 9 2 ,

R e ic h l a F . e t a l . 2 0 0 1 ) .

41


4 . 1 . G R A D O D I C O N V E R S I O N E

I l n u me r o d e i l e g a m i me t a c r i l i c i c he n o n ha n n o r e a g i t o e

a nc o r a p r e s e n t i n e l l a r e s i n a p o l i me r i z z a t a i n d i c a a p p u n t o

l ’ e s t e n s i o n e d e l l a p o l i me r i z z a z i o n e ( g r a d o d i c o n v e r s i o n e ,

G C o v v e r o D e g r e e o f C o n v e r s i o n , D C ) c h e d i n o r ma n o n è

t r a s c u r a b i l e ( E r i k s o n e t a l . 1 9 8 4 , Y o u n g e t a l . 1 9 9 1 , Y o s h i d a

K . e t a l . 1 9 9 3 e Ö r t e n g r e n U . e t a l . 2 0 0 4 ) .

L a c a d u t a d i p o t e n z a d e l f a s c i o l u m i n o s o p u ò c o mp o r t a r e u n

i n s u f f i c i e n t e g r a d o d i c o n v e r s i o ne n e g l i s t r a t i p i ù p r o f o n d i

d e l ma t e r i a l e ; q u e s t o i n f l u e nz a n e g a t i v a me n t e s u l l e

p r o p r i e t à me c c a n i c h e , e s t e t i c h e d e l r e s t a u r o ,

l ’ a s s o r b i me n t o d i f l u i d i e l a b i o c o mp a t i b i l i t à ( G ia mp i e r o

T . e t a l . 2 0 0 8 ) .

I l g r a d o d i c o n v e r s i o ne è o l t r e mo d o v a r i a b i l e e d i n o g n i

c a s o , i n c o n d i z i o n i d i i mp i e g o s t a n d a r d , b e n d i f f i c i l me n t e

s up e r a i l 7 5 % ( V a n k e r c k h o v e n e t a l . 1 9 8 1 , A ma r a l e t a l .

2 0 0 2 , T a r l e e t a l . 1 9 9 8 ) . Q u e s t o n o n v u o l d i r e c h e i l 2 5 % d e i

mo n o me r i n o n p o l i me r i z z a , ma c he i l 2 5 % d e i d o p p i l e ga m i

d e i g r u p p i me t a c r i l i c i r e s t a i n s a t u r o e , p o ic h é o g n i

mo n o me r o p r e s e n t a p i ù g r u p p i me t a c r i l i c i , p r o b a b i l me n t e ,

n e i c a s i m i g l i o r i d i c o n v e r s i o n e p o l i me r i c a , o g n i mo l e c o l a

p a r t e c i p a a l l a r e a z i o n e c o n a l me n o u n o d i e s s i .

42

42


D u r a n t e l a p o l i me r i z z a z i o n e , l ' i n t e n s i t à d e l l a l u c e è

ma s s i ma a l l a s u p e r f i c i e e d i m i n u i s c e ge n e r a l me n t e n e g l i

s t r a t i i n f e r i o r i ( F i g u r a 1 2 ) .

L a p r o f o n d i t à ma s s i ma d i p e n e t r a z i o n e d e l l a l u c e v a r i a d a 2

a 3 m m ne l r e s t a u r o e d è l a ma s s i ma p r o f o n d i t à d i

p o l i me r i z z a z i o n e a g r a d o d i c o n v e r s i o n e me d i a me n t e

c o s t a n t e ( N o mo t o e t a l . 1 9 9 4 ; P e u t z f e l d t 1 9 9 4 ) . N e g l i s t r a t i

s o t t o s t a n t i i l n u me r o d e i mo n o me r i c h e n o n h a n n o r e a g i t o

a u me n t a . U n a c o n v e r s i o n e o t t i ma l e d e i mo n o me r i d e l l a

r e s i n a c o mp o s i t a d i p e n d e d a l l a c o mp o s i z i o n e d e l mo n o me r o

s t e s s o . R u y t e r 1 9 8 7 , S a n d n e r e t a l . 1 9 9 7 h a n n o t r o v a t o c he

i l mo n o me r o B i s - G M A p r e s e n t a u n a c o n v e r s i o n e mo l t o b a s s a

p e r l a s ua e l e v a t a v i s c o s i t à . A l c o n t r a r i o , i l mo n o me r o

T E G D M A p r e s e n t a u n a l t o g r a d o d i c o n v e r s i o n e ( C h u n g e t

a l . 1 9 9 0 , As mu s s e n e t a l . 1 9 9 2 ) .

Y o s h i d a e t a l . 1 9 9 3 a f f e r ma c h e i l g r a d o d i c o n v e r s i o n e

d i p e n d e a n c h e d a l l a q u a n t i t à d i f o t o i n i z i a t o r e i l

c a n f o r o c h i n o n e ( C Q ) n e l l a p a s t a c o mp o s i t a .

43


4 . 2 . C O N T R A Z I O N E D A P O L I M E R I Z Z A Z I O N E

L a c o n t r a z i o n e d a p o l i me r i z z a z io n e è u n o d e i p a r a me t r i

f o n d a me n t a l i c h e c a r a t t e r i z z a n o i ma t e r i a l i d e n t a r i d a

r e s t a u r i a b a s e d i r e s i n a . D a l s u o va l o r e d i p e n d e l a t e n s i o n e

a l l ’ i n t e r f a c c i a f r a d u e ma t e r i a l i d i v e r s i o f r a t e s s u t o d u r o

b i o l o g i c o e ma t e r i a l e d a r e s t a u r o . L a c o n t r a z i o n e d a

p o l i me r i z z a z i o n e d e i c o mp o s i t i è r e s p o ns a b i l e d e l l a f e s s u r a

ma r g i n a l e d e n t e - o t t u r a z i o ne ( F i g u r a 1 3 ) c h e v i e n e

i n e v i t a b i l me n t e i n v a s a d a i f l u i d i o r a l i : i b a t t e r i p o s s o n o

c o s ì r a g g i u n g e r e i t u b u l i d e n t i n a l i , p r o v o c a n d o c a r i e

s e c o n d a r i e e p o s s i b i l i i n f i a m ma z i o n i d e l l a p o l p a

( B r a n n s t r o m 1 9 8 2 , g o r a c c i e t a l . 1 9 9 3 , V a n n i e t a l . 1 9 9 5 ,

L a b e l l a e t a l . 1 9 9 9 , M a n g a n i e t a l . 2 0 0 0 ) . L a

p o l i me r i z z a z i o n e i mp l i c a u n a r id u z i o n e d e l v o l u me d e l

c o mp o s i t o s e n z a p e r d i t a a p p r e z z a b i l e d i ma s s a ( V e r s l u i s e t

a l . 1 9 9 8 ) . È U na n o r ma l e f e n o me n o c h i m i c o c he p e r ò è u n o

s va n t a g g i o n o n t r a s c u r a b i l e e a t t u a l me n t e n o n e l i m i n a b i l e ,

l e ga t o a l l ’ u t i l i z z o d i t a l e ma t e r i a l e . I n me d i a l a c o n t r a z i o n e

è d i c i r c a 2 . 5 - 7 . 1 % d e l l a ma s s a d e l c o mp o s i t o ( F e l i z e r e t a l .

1 9 8 8 ) . D a g l i s t u d i d i G o r a c c i e t a l . 1 9 9 2 , s u l l ’ i n t e g r i t à

ma r g i n a l e d i r e s t a u r i p o l i me r i z z a t i c o n e n e r g i a

g r a d u a l me n t e c r e s c e n t e , s i è e v i d e n z i a t o c h e a nc h e l e

44


t e c n i c h e d i p o l i me r i z z a z i o ne h a n n o u n r u o l o n e l r i d u r r e l a

c o n t r a z i o n e , p o i c hé s i è v i s t o c h e f a r i n i z i a r e l a

p o l i me r i z z a z i o n e c o n u n a b a s s a e ne r g i a m i g l i o r a i l s i g i l l o

ma r g i n a l e . P e r c e r c a r e d i r i d u r r e i l p i ù p o s s i b i l e l e

c o ns e g u e n z a d e l l a c o n t r a z i o n e d a p o l i me r i z z a z i o ne , d i v e n t a

i mp o r t a n t e f o r n i r e u n a q u a n t i t à d i e ne r g i a n o n t r o p p o

e l e v a t a d u r a n t e i p r i m i s e c o n d i d i p o l i me r i z z a z i o n e , a l f i n e

d i r i d u r r e l e t e n s i o n i i n t e r n e a l c o mp o s i t o ( Y a p e t a l . 2 0 0 2 ) .

A l c o n t r a r i o H o f f ma n n e t a l . 2 0 0 3 , a f f e r ma n o , n e i l i m i t i d e l

l o r o l a v o r o , c he u n a me t o d i c a d i p o l i me r i z z a z i o ne a b a s s a

e ne r g i a i n i z i a l e n o n m i g l i o r a i l s i g i l l o ma r g i n a l e e c h e

q ue l l a a d a l t a e ne r g i a n o n n e p r o v o c a u n ne t t o

p e g g i o r a me n t o ; i n o l t r e , s o s t e n g o n o c h e u n ma t e r i a l e c o n

b a s s o c o e f f i c i e n t e d i c o n t r a z io n e s e mb r a e s s e r e p i ù

i mp o r t a n t e p e r p r e s e r va r e l ’ a d e s i o n e p i u t t o s t o c h e l e

t e c n i c h e d i p o l i me r i z z a z i o n e .

U c t a s l i e t a l . 2 0 0 2 , h a n n o e v i d e n z ia t o u n p e g g i o r a me n t o d e l

s i g i l l o ma r g i n a l e e f f e t t u a n d o l a p o l i me r i z z a z i o ne c o n

l a mp a d a a d a l t a e ne r g i a r i s p e t t o a l l a p o l i me r i z z a z i o n e c o n

l a mp a d a a l o g e na t r a d i z i o n a l e .

45


5 . SCOPO DELLO STUD IO

L o s c o p o d e l l a p r e s e n t e t e s i d i D o t t o r a t o d i R ic e r c a i n

S c i e nz e d e l l a P r e v e nz i o n e , s v o l t a ne l D i p a r t i me n t o d i

S a n i t à P u b b l i c a p r e s s o l ’ U n i v e r s i t à D e g l i S t u d i d i P a r ma , è

s t a t o q u e l l o d i va l u t a r e i n v i t r o l ’ e f f e t t o d e l l a d e g r a d a z i o n e

d i s e i ma t e r i a l i c o mp o s i t i ( t r e r e s i n e c o mp o s i t e , d u e

c o mp o me r i e d u n b o n d ) a b a s e d i r e s i n a a t t i v a t e t r a mi t e l u c e

v i s i b i l e i n a mb i e n t e a c q u o s o s u l l e c e l l u l e f i b r o b l a s t i L - 9 2 9 .

L ' o r i g i n a l i t à d i q u e s t a r i c e r c a , s t a ne l f a t t o c h e i s e i

c o mp o s i t i p r e s i i n e s a me , s o n o s t a t i p o s t i n e l l e me d e s i me

c o n d iz i o n i ; o s s i a i l t e s t d i c i t o t o s s i c i t à è s t a t o e s e g u i t o s u

q ue s t i ma t e r i a l i i n mo d o c o n t e mp o r a n e o , ne l me d e s i mo

p e r i o d o , n e l l e s t e s s e c o n d i z i o n i d i t e mp e r a t u r a e u mi d i t à ,

d a l l o s t e s s o o p e r a t o r e . I n o l t r e i ma t e r i a l i t e s t a t i s o n o s t a t i

p r e p a r a t i e u t i l i z z a t i s e c o n d o u n p r o t o c o l l o c l i n i c a l u s e e

c io è p r e p a r a t i d i r e t t a m e n t e e s e c o n d o l e i n d i c a z i o n i d e l l e

c a s e p r o d u t t r i c i , q ua n d o n o n d i v e r s a me n t e s p e c i f i c a t o , e d a

u n u n i c o l a b o r a t o r i o .

L e i p o t e s i d i p a r t e n z a s o n o s t a t e :

1 . V e r i f i c a r e s e l a c i t o t o s s i c i t à p r o d o t t a d a l l a ma s s a

v o l u me t r i c a d e i ma t e r i a l i h a u n ’ o r i g i n e d i v e r s a d a l l a

c i t o t o s s i c i t à p r o d o t t a d a l l a s u p e r f i c i e d e i c a mp i o n i . I n f a t t i ,

me n t r e i n q u e s t ’ u l t i mo c a s o s i p u ò i n v o c a r e c o me c a u s a

Scopo dello studio

47

p r i n c i p a l e i l r i l a s c i o d i mo n o me r i d i f f u s i n e l l o s t r a t o

s up e r f i c i a l e , n e l c a s o d e l l a c i t o t o s s i c i t à i n d o t t a d a l

ma t e r i a l e ma s s i v o q u e s t o s t e s s o me c c a n i s mo , s e f o s s e

a t t u a t o , p o r t e r e b b e a l l a r a p i d a d i s s o l u z i o n e d e i ma t e r i a l i .

Q ue s t a d i s s o l u z i o n e n o n s i v e r i f i c a n e l l a p r a t i c a c l i n i c a .

2 . V e r i f i c a r e s e l a r e a z i o n e d i c i t o t o s s i c i t à i n d o t t a d a

r i l a s c i o s i e s a u r i s c e i n u n t e mp o l i m i t a t o ( c i r c a u n a

s e t t i ma n a ) .

3 . C o n t r o l l a r e l a d i v e r s i t à d i c o mp o r t a me n t o d e i ma t e r i a l i .

4 . E s a m i n a r e i l r uo l o d e l g r a d o d i c o n v e r s i o ne p o l i me r i c a

s u l l a c i t o t o s s i c i t à d i c a mp i o n i e s p o s t i a l l a l u c e a l o g e n a p e r

t e mp i d i v e r s i .

P e r r e a l i z z a r e q u e s t i o b ie t t i v i s i è f a t t o q u a n t o s e g u e :

- s i è v i s t a l a ma c r o r e a z i o ne d i c i t o t o s s i c i t à d i c a mp i o n i

v a r i a me n t e i r r a g g i a t i n e l l ’ i n t e r v a l l o d i t e mp o 1 - 4 0 s e c ,

- s i è v i s t a a l m i c r o s c o p i o o t t i c o l a r e a z i o n e d i l i s i .

- s i è va l u t a t a l a va r i a z i o n e d e l g r a d o d i c o n v e r s i o n e

p o l i me r i c a d e i c a mp i o n i d i v e r s a me n t e i r r a g g i a t i me d i a n t e

m i s u r e d i c o n t r a z i o n e d a p o l i me r i z z a z i o n e u t i l i z z a n d o i l

me t o d o d e l l a s c a n s i o n e d e l f a s c i o l a s e r ,

- s i è c o n f r o n t a t a l a m i c r o s t r u t t u r a d e i m a t e r i a l i s o t t o p o s t i a

r i l a s c i o , u t i l i z z a n d o l a m i c r o s c o p i a c o n f o c a l e a f l u o r e s c nz a ,

Scopo dello studio

48

- s i è mi s u r a t a l a c i t o t o s s i c i t à d a m i s u r e d i a s s o r b a n z a . I

r i s u l t a t i s o n o s t a t i va l u t a t i s t a t i s t i c a me n t e ( A N O V A, t e s t

S t u d e n t t ) .

49

Scopo dello studio

6 . MATERI ALI E METODI

6 . 1 . P R E P A R A Z I O N E D E I C A M P I O N I

I ma t e r i a l i s t u d i a t i s o n o s t a t i s e l e z i o na t i t r a q u e l l i p i ù

u t i l i z z a t i n e l l e c l i n i c h e o d o n t o i a t r i c h e i n I t a l i a e n e i p i ù

s v i l u p p a t i e d i s p o n i b i l i i n c o m me r c i o . I n e f f e t t i s o n o

p r o d o t t i d i c a s e p r o d u t t r i c i t r a l e p i ù a f f i d a b i l e ( 3 M ,

D e n t s p l y , E n a me l , Ke r r e K u l z e r ) . I s e i d i v e r s i ma t e r i a l i

s o n o r i p o r t a t i n e l l a t a b e l l a 2 . I c a mp i o m i o t t e n u t i s o n o

mo d e l l a t i a f o r ma d i d i s c o p r e s s a nd o s f e r e d i ma t e r i a l e n o n

p o l i me r i z z a t o t r a d u e ve t r i n i . S i s o no c o s ì o t t e n u t i c a mp i o n i

a f o r ma d i d i s c h i ( ~ 6 m m d i d i a me t r o , ~ 1 m m d i s p e s s o r e e

~ 1 5 m g d i p e s o ) ( F i g u r a 1 4 ) .

Q ue s t i c a mp i o n i s o n o s t a t i i r r a g g i a t i a t t r a v e r s o i v e t r i n i d i

1 m m d i s p e s s o r e c o n l u c e a l o g e n a a t e mp i d i v e r s i a s e c o n d a

d e l l e d i v e r s e a n a l i s i e f f e t t u a t e , u t i l i z z a n d o u n a u n i t à d i

p o l i me r i z z a z i o n e a l a mp a d a a l o ge n a d e l l a d i t t a 3 M , c h e

e r o g a v a 4 5 0 mW / c m 2 ( F i g u r a 1 5 ) . I c a mp i o n i s o n o s t a t i

s uc c e s s i v a me n t e d e l i c a t a me n t e s t a c c a t i d a i v e t r i n i e d

i m me r s i i n a c i d o l a t t i c o 1 0 % p e r 2 4 o r e i n mo d o d a

r i mu o v e r e q u a l u n q u e c o n t a m i n a z io n e d e l l a s u p e r f i c i e . P o i

t u t t i i c a mp i o n i s o n o s t a t i d e l i c a t a me n t e l a va t i c o n a c q u a

b i d i s t i l l a t a e d i m me r s i i n a c q ua a 3 7 ° C p e r i n d u r r e

l ’ a s s o r b i me n t o d i a c q ua e c o ns e g u e n t e r i l a s c i o c o me

Materiali e Metodi

51

mo s t r a t o i n F i g u r a 1 6 . D o p o u n a s e t t i ma n a d i i m me r s i o ne , i

c a mp i o n i s o n o s t a t i s o t t o p o s t i a l l e d i v e r s e a n a l i s i e s a g g i d i

c i t o t o s s i c i t à .

6 . 2 . C O L T U R E C E L L U L A R I

L ’ u t i l i z z o d i c o l t i v a z i o n i c e l l u l a r i p e r l a va l u t a z i o n e d e l l a

b i o c o mp a t i b i l i t à i n v i t r o d e i m a t e r i a l i d e n t a r i s i va s e mp r e

p i ù e s t e n d e n d o ne l l e v a r i e d i s c i p l i n e d e l l ’ o d o n t o i a t r i a

mo d e r na ( S c h ma l z 1 9 9 7 , C ia p e t t i e t a l . 1 9 9 8 e v a n W y k e t

a l . 2 0 0 1 ) . I n q u e s t o s t u d i o s o n o s t a t i u s a t i S u b s t r a t i c e l l u l a r i

d i L 9 2 9 ( M o us e c o n n e c t i v e t i s s u e ) B S C L 5 6 S a n d o z f o r n i t a

d a l l ’ I s t i t u t o Z o o p r o f i l a t t i c o S p e r i me n t a l e d e l l a L o mb a r d ia e

d e l l ' E m i l i a R o ma g n a . D i mo r f o l o g i a ( f i b r o b la s t i c - l i k e ) .

M o l t i l a v o r i h a n n o c o n f e r ma t o c h e q ue s t i mo n o s t r a t i d i

f i b r o b la s t i s o n o mo d e l l i d i s c e l t a p e r va l u t a r e g l i e f f e t i

c i t o t o s s i c i d e i ma t e r i a l i d e n t a r i d a r e s t a u r o p e r c h é g r a n

p a r t e d e l l e c e l l u l e n e l l a p o l p a d e n t a l e s o n o d i t i p o

f i b r o b la s t i ( L e i r s k a r e t a l . 1 9 7 2 , W n n b w r g e t a l . 1 9 7 9 ,

H u me 1 9 8 4 , F e i g a l e t a l . 1 9 8 5 , Y e s i l s o y e t a l . 1 9 8 5 ) . I

f i b r o b la s t i L 9 2 9 ( l i n e a c e l l u l a r e d i t o p o ) s o n o s t a t i f a t t i

c r e s c e r e i n i n c u b a t o r e c o n a t mo s fe r a d i C O 2 a l 5 % a 3 7 ° C i n

Materiali e Metodi

52

t e r r e mo d i c o l t u r a D M E M ( D u l b e c c o M o d i f i e d E a g l e ’ s

M e d i u m) e a r r i c c h i t o c o n 1 0 % d i s i e r o f e t a l e b o v i n o ( F B S ) .

6 . 3 . R E A Z I O N E D I C I T O T O S S I C I T À

L ’ e f f e t t o t o s s i c o d e l l e s o s t a nz e r i l a s c i a t e d a l l a r e s i n a

c o mp o s i t a è s t a t o e s a mi n a t o me t t e n d o i d i s c h e t t i d i

c o mp o s i t o , o t t e n u t i c o me p r e c e d e n t e me n t e d e s c r i t t o , i n

c o n t a t t o d i r e t t o c o n l a l i n e a c e l l u l a r e L 9 2 9 i n p o z z e t t i , c he

v e n i v a n o p o i me s s i e i n i n c u b a r t i c e e c o n t r o l l a t i o g n i 1 2 o r e

p e r u n a s e t t i ma n a . L a v i t a l i t à c e l l u l a r e è s t a t a d e t e r m i n a t a

t r a m i t e i l s a g g i o M T T , e l ’ o s s e r v a z i o i n e ma c r o s c o p ic a e

m i c r o s c o p i c a d e i p o z z e t t i . Q u a nd o i c a mp i o n i e s i b i v a n o

l ’ e f f e t t o d i c i t o t o s s i c i t à , v e n i v a n o l a va t i d i n u o v o c o n

a c q u a b i d i s t i l l a t a e d i m me r s i d i n u o v o i n a c q ua p e r u n ’ a l t r a

s e t t i ma n a . S i r i p e t e v a i n s e g u i t o i l t e s t d i v i t a l i t à p e r

d e t e r mi n a r e l a d u r a t a t o t a l e d e l t e mp o d i r i l a s c i o .

Materiali e Metodi

53

6.4. SAGGIO DI VITALITA’ (MTT assay)

I l s a g g i o M T T è u n s a g g i o c o l o r i me t r i c o s t a n d a r d p e r l a

m i s u r a z i o n e d e l l ' a t t i v i t à d e g l i e n z i mi c h e r i d uc o n o l ' M T T a

f o r ma z a n o , c o n f e r e n d o a l l a s o s t a nz a u n c o l o r e b l u / v i o l a c e o .

C iò a c c a d e p r e va l e n t e me n t e n e i m i t o c o n d r i ; p u ò e s s e r e

u t i l i z z a t o p e r d e t e r mi n a r e l a s o p r a v v i v e n z a c e l l u l a r e

( M o s ma n n 1 9 8 3 ) . L ' e n z i ma m i t o c o n d r ia l e d i s u c c i n a t o

d e i d r o g e na s i è a t t i v o i n f a t t i s o l t a n t o ne l l e c e l l u l e v i v e . L a

s ua f u n z i o n e c o n s i s t e n e l l ’ a p r i r e l ' a n e l l o d i t e t r a z o l i o

d e l l ' M T T ( s o s t a nz a d i c o l o r e g i a l l o ) c o n l a f o r ma z i o n e , i n

c o ns e g u e n z a , d i f o r ma z a n o ( u n s a l e b l u ) . T a l e r e a z i o n e è

s t a t a va l u t a t a e mi s u r a t a me d i a n t e l a l e t t u r a

s p e t t r o f o t o me t r i c a d e l c a mp i o n e ( s p e t r o f o t o me t r o d e l l a d i t t a

H e w l e t t P a c k a r d ) a l l a l u n g h e z z a d ' o n d a d i 6 2 0 n m. I d a t i

s o n o s t a t i a na l i z z a t i s t a t i s t i c a me n t e u t i l i z z a n d o l ’ a na l i s i

s t a t i s t i c a d e l l a va r i a n z a ( A N O V A ) , i l S t u d e n t t . i l va l o r e d i

P ≤ 0 . 0 0 1 v e n i v e c o n s i d e r a t o s t a t i s t i c a me n t e s i g n i f i c a t i v o .

Materiali e Metodi

54

6.5. MICROSCOPIA CONFOCALE A FLUORESCENZA (MCF)

I l m i c r o s c o p i o c o n f o c a l e è u n m i c r o s c o p i o o t t i c o , u n o

s t r u me n t o s c i e n t i f i c o c he s i b a s a s u u n a t e c n o l o g i a v o l t a a d

a c c r e s c e r e s e ns i b i l me n t e l a r i s o l u z i o n e s p a z i a l e d e l

c a mp i o n e , e l i m i n a n d o g l i a l o n i d o v u t i a l l a l u c e d i f f u s a d a i

p i a n i f u o r i f u o c o d e l p r e p a r a t o ( F i g u r a 1 7 ) . L o s t r u me n t o

o p e r a n e l c a mp o c o n v e n z i o n a l e d e g l i i n g r a nd i me n t i d e l l a

n o r ma l e m i c r o s c o p i a o t t i c a , e d è s c he ma t i c a me n t e c o s t i t u i t o

d a u n n o r ma l e m i c r o s c o p i o a t r a s mi s s i o n e a c u i v i e n e

s o v r a p p o s t o u n a p p a r a t o t i p o l a s e r c h e s i o c c u p a d i

i l l u m i n a r e e r i l e v a r e c o n u n a s c a ns i o n e p u n t o a p u n t o

l ' i m m a g i n e d i u n c a mp i o n e i mb e v u t o d i f l u i d o f l u o r e s c e n t e

s e ns i b i l e a l l a f r e q u e nz a d e l l a s e r ( 4 8 0 n m) . L e i m ma g i n i

o t t e n u t e , s i n c r o n i z z a n d o c o l f a s c i o d i e c c i t a z i o ne i l

d i s p o s i t i v o d i r i v e l a z i o n e , s o n o p a r t i c o l a r me n t e d e f i n i t e , e

p e r me t t o n o d i e v i d e n z ia r e i n d i v e r s i c o l o r i i d i v e r s i d e t t a g l i

p r e s e n t i n e l p r e p a r a t o , p e r me t t e n d o ne d i a p p r e z z a r n e l a

t r i d i me n s i o n a l i t à . N e l p r e s e n t e s t u d i o è s t a t o u t i l i z z a t o i l

c o l o r a n t e f l u o r e s c e n t e E O S I N i n s o l u z i o n e d ’ a c q u a a l l o

0 . 2 5 % . s i s o n o c o s ì i n d i v i d u a t e l e mo d i f i c h e s t r u t t u r a l i

i n d o t t e d a l l ’ i n v e c c h i a me n t o d e i c a mp i o n i i n a mb i e n t e

a c q u o s o , s i è d e t e r mi n a t a l a f o n t e p r i n c i p a l e d e l l a

55

Materiali e Metodi

c i t o t o s s i c i t à i n d o t t a d a l l a m a t r i c e d e l ma t e r i a l e e l a

c o n t i n u i t à d i t a l e e f f e t t o c o l t e mp o . D o p o a v e r a na l i z z a t i i

c a mp i o n i a p p e n a i r r a g g i a t i , p e r s a g g i a r e l e p r o p r i e t à d e l l a

p a r t e i n t e r n a , g l i s t e s s i c a m p i o n i e r a n o s o t t o p o s t i a l l a

r i mo z i o ne me c c a n i c a d e l l a s u p e r f i c i e ( ~ 2 0 µ m) p o i l a va t i

c o n a c q u a b i d i s t i l l a t a e i m me r s i d i n u o v o i n s o l u z i o n e d i

e o s i n a a l 0 . 2 5 % p e r 2 4 o r e . Q u i n d i v e n i v a n o o s s e r v a t e l e

mo d i f i c he s t r u t t u r a l i a v v e n u t e d o p o u n a s e t t i ma n a d i

i n v e c c h i a me n t o i n a c q ua .

6 . 6 . M I S U R A Z I O N E D E L L A C O N T R A Z I O N E

L a mi s u r a z i o n e d e l l a va r i a z i o n e d i me n s i o n a l e l i n e a r e d e l

c a mp i o n e è s t a t a o t t e n u t a c o n u n a a p p a r e c c h i a t u r a o r i g i n a l e

b a s a t a s u l l a s c a ns i o n e d i u n f a s c io d i l u c e L A S E R a e l i o -

n e o n ( l a s e r H e - N e d i I I c l a s s e , F i g u r a 1 8 ) , c o n l u n g h e z z a

d ’ o n d a p a r i a 6 3 2 . 8 n m. Q u e s t a l u n g h e z z a d ’ o n d a è

s u f f i c i e n t e me n t e l o n t a n a d a i va l o r i s e ns i b i l i p e r i

f o t o i n i z i a t o r i . N e l l a l e t t e r a t u r a ve n g o n o r i p o r t a t i mo l t i

s t u d i s u l l a c o n t r a z i o n e d i ma t e r i a l i r e s i n o s i . I l l i m i t e d i

q ue s t i s t u d i s p e r i me n t a l i s t a n e l l ’ u s o d i s t r u me n t i d i mi s u r a

c he n o n r i p r o d u c o n o l e c o n d i z i o n i c l i n i c he

56

Materiali e Metodi

d e l l ’ i r r a g g i a me n t o e f f e t t u a t e i n u n o s t u d i o d e n t i s t i c o

( B a n d y o p a d h y a y 1 9 8 2 , G o l d ma n 1 9 8 3 , F a n o e t l a . 1 9 9 7 ) . I n

q ue s t o l a v o r o s i è u t i l i z z a t a u n a t e c n i c a d i m i s u r a d e l l a

c o n t r a z i o n e b a s a t a s u l l a s c a n s i o n e d e l c a mp i o n e c o n u n

r a g g i o l a s e r . I l t e mp o d i s c a ns i o ne d e l ma t e r i a l e e s a m i n a t o

è p r o p o r z i o n a l e a l l a l u n g h e z z a d e l c a mp i o n e . S i e f f e t t ua n o

c o s ì m i s u r e d i l u n g h e z z a c o n u n a r i s o l u z i o n e d i ± 1 . 0 µ m, e

p r e c i s i o n e p a r i a ± 0 . 5 µ m ( F a n o e t a l . 1 9 9 8 ) . L a m i s u r a è

i n t e r a me n t e a u t o ma t i z z a t a e c o mp u t e r i z z a t a t r a m i t e u s o d i

u n s o f t w a r e c r e a t o i n l a b o r a t o r i o .

57

Materiali e Metodi

7 . RIS ULTATI e DI SC US SION I

7 . 1 . R E A Z I O N E M A C R O S C O P I C A D I R E T T A

D o p o c he i c a mp i o n i e i t e r r e n i d i c o l t u r a s o no s t a t i

r i mo s s i d a i p o z z e t t i , è s t a t o a g g i u n t o i l c o l o r a n t e ( c r i s t a l

v i o l e t ) p e r v a l u t a r e l a d i me n s i o n e d e l l ’ e f f e t t o c i t o t o s s i c o i n

f u n z i o n e d e l t e mp o d i e s p o s i z i o n e a l l a l u c e d i

p o l i me r i z z a z i o n e 1 , 5 , 1 0 , 2 0 e 4 0 s e c o n d i ( F i g u r a 1 9 ) .

L a d i m i n u z i o n e d e l l ’ i n t e n s i t à d e l c o l o r e f i n o a l t r a s p a r e n t e

c o r r i s p o n d e a z o ne a d i v e r s o g r a d o d i s o f f e r e n z a c e l l u l a r e .

Q ue s t o v u o l e d i r e c h e l a r i s p o s t a c e l l u l a r e a i c o mp o n e n t e

r i l a s c i a t i è e v i d e n t e e d è g r o s s o l a n a me n t e i n v e r s a me n t e

p r o p o r z i o na l e a l t e mp o d i i r r a g g i a me n t o c o n l u c e v i s i b i l e .

I n e f f e t t i a u me n t a n d o i l t e m p o d i f o t o p o l i me r i z z a z i o n e

a u me n t a a n c h e i l g r a d o d i c o n v e r s i o ne d e i mo n o m e r i .

Q ue s t a r e a z i o n e s i e s a u r i v a me d i a me n t e i n u n a s e t t i ma n a .

7 . 2 . R E A Z I O N E D I L I S I

È s t a t o o s s e r v a t o , u t i l i z z a n d o u n m i c r o s c o p i o o t t i c o

( P e n t a c o m) ( 1 1 0 - 1 2 0 x ) , i n mo d o a nc o r a p i ù e v i d e n t e l o

s t a t o d i s o f f e r e n z a c e l l u l a r e d o p o 2 4 o r e d i c o n t a t t o c o n i

c a mp i o n i d e l ma t e r i a l e . A l m i c r o s c o p i o s i p u ò n o t a r e l a

r a r e f a z i o n e d e l mo n o s t r a t o c e l l u l a r e e l a c o mp a r s a d i a r e e

59

Risultati e Discussioni

d i l i s i e d i mo d i f i c a z i o n e mo r f o l o g i c a d e l l e c e l l u l e , c h e è

u n s i n t o mo d i s o f f e r e n z a c e l l u l a r e ( F i g u r e 2 0 , 2 1 e 2 2 ) .

A n c h e l a r e a z i o n e d i l i s i s i e s a u r i v a me d ia me n t e i n u n a

s e t t i ma n a . I c a mp i o n i a s s o t t i g l i a t i me c c a n i c a me n t e

ma n i f e s t a va n o i n mo d o c a s u a le d o p o u n’ a l t r a s e t t i ma n a d i

i n v e c c h i a me n t o u n a r i n n o v a t a r e a z io n e d i l i s i .

S i a l a ma c r o r e a z i o n e d i c i t o t o s s i c i t à s i a l a r e a z i o n e d i l i s i

o s s e r va t a i n t u t t i i ma t e r i a l i i m me r s i i n a c q ua d o p o

i r r a g g i a me n t o s o n o s t a t e o s s e r v a t e d a a l t r i a u t o r i ( F e r r a c a n e

e t a l . 1 9 9 0 , G e u r t s e n e t a l . , 1 9 9 8 , S c h ma l z 1 9 9 8 ) . Q ue s t o

c o mp o r t a me n t o è s p i e g a b i l e c o n l a p r e s e n z a d e l l ’ o s s i g e n o

a t mo s f e r i c o d u r a n t e l a p o l i me r i z z a z i o ne . I n f a t t i

l ’ i r r a g g i a me n t o s i a i n v i t r o , c o me n e l n o s t r o c a s o , c h e n e l l a

p r a t i c a c l i n i c a v i e n e e f f e t t ua t o i n a r i a . E ’ no t a l ’ a z i o n e

i n i b i t o r i a d e l l ’ o s s i g e n o r i g u a r d a n t e l a r e a z i o n e d i

p o l i me r i z z a z i o n e . Q u e s t o e l e m e n t o ga s s o s o i mp e d i s c e a l l a

ma g g i o r p a r t e d e i r a d ic a l i d i p a r t e c i p a r e a l l a r e a z i o n e d i

p r o p a g a z i o n e e f o r ma r e q u i n d i ma c r o mo l e c o le . L o s t r a t o

s up e r f i c i a l e s p e s s o a l c u n i m i c r o me t r i i n p r a t i c a è

d e p o l i me r i z z a t o . S e q u e s t a i n i b iz i o n e è i l c a s o r e a l e , l a

r i mo z i o ne d e l l o s t r a t o s u p e r f i c i a l e n o n d o v r e b b e fa r e

r i a p p a r i r e l a r e a z i o n e c i t o t o s s i c a i n t u t t i i ma t e r i a l i i n

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n e s s u n o d e i ma t e r i a l i . I n v e c e i c a mp i o n i a c u i è s t a t o

a s p o r t a t o me c c a n i c a me n t o u n o s t r a t o s up e r f i c i a l e d i a l c u n i

m i c r o n p r e s e n t a v a n o a c a s o r e a z io n i d i c i t o t o s s i c i t à .

7 . 3 . M I C R O S T R U T T U R A E R I L A S C I O

P e r d e t e r m i n a r e l a c a u s a p r i n c ip a l e d e l l a s c o mp a r s a e l a

r i c o mp a r s a d e l l ’ e f f e t t o c i t o t o s s i c o d e i c a mp i o n i d o p o i l

p r i mo r i l a s c i o , s i è c e r c a t o d i i n d i v i d u a r e l e mo d i f i c h e

m i c r o s t r u t t u r a l i i n d o t t e d a l l ’ i n v e c c h i a me n t o ( a g e i n g ) ,

a na l i z z a n d o a l mi c r o p s c o p i o c o n f o c a l e a f l u o r e s c e n z a i l

c o mp o s i t o V e n u s e d i l c o mp o m e r o E x i 1 1 9 e u n c o mp o me r o

D y r a c t . L a s u p e r f i c i e ( c i r c a 2 0 µ m d i s p e s s o r e d e l l e d u e

f a c c i e d e i d i s c h e t t i ) d i c a mp i o n i , c h e d o p o d u e s e t t i ma n e d i

i n v e c c h i a me n t o a v e va n o e s a u r i t o l ’ a z i o n e c i t o t o s s i c a ,

v e n i v a r i mo s s a c o n l a ma s t e r i l e d i a c c ia i o . I c a mp i o n i

a s s o t t i g l i a t i ve n i v a n o i n v e c c h i a t i i n a c q u a p e r u n a

s e t t i ma n a e d a n a l i z z a t i a l M C F.

T u t t i i ma t e r i a l i p r e s e n t a n o u n a c e r t a p o r o s i t à ( c i r c a 1 , 5 %

d e l v o l u me t o t a l e ) . I c a mp i o n i p e r ò s i d i f f e r e n z i a va n o n e l

c o n t e n u t o d e l l e b o l l e .

61


C a mp i o n i d i V e n u s c h e s i s o no ma n i f e s t a t i c i t o t o s s i c i ,

mo s t r a va n o a n c h e l a p r e s e n z a d i p o r o s i t à c o n t e n t e a c q u a

( F i g u r a 2 4 ) . I n v e c e n e l c o mp o me r o D y r a c t , c h e n o n h a

d i mo s t r a t o u n a r e a z i o n e c i t o t o s s i c a , è s t a t a n o t a t a u n a

p o r o s i t à v u o t a d ’ a c q u a , p e r c i ò p ie n a d i a r i a ( O 2 ) , ( F i g u r a

2 3 ) . Q ue s t i r i s u l t a t i s u p p o n g o n o l a p r e s e n z a d i m i c r o f i s s u r e

- m i c r o c r a c k s - c o me v i s t o ne l c o mp o me r o E x i 1 1 9 , c he

c o n n e t t o n o l e b o l l e c o n i l l i q u i d o d e l l ’ a mb i e n t e e s t e r n o

( F i g u r a 2 5 ) . L a p r e s e n z a d e l l ’ a c q u a ne l l a p o r o s i t à d e i

ma t e r i a l i c i t o t o s s i c i a nc h e d o p o l a r i mo z i o n e d e l l o s t r a t o

s up e r f i c i a l e g i u s t i f i c a i l r i l a s c i o d i f r a z i o n i d i mo n o me r i

n o n p o l i me r i z z a t i d a l l a s u p e r f i c i e d e l l e b o l l e .

7 . 4 . M I S U R A D I V I T A L I T A ’

O l t r e a i s u d e t t i s a g g i , è s t a t o u t i l i z z a t o a n c he i l s a g g i o

c o l o r o me t r i c o d i v i t a l i t à c e l l u l a r e ( M T T ) e e s e g u i t o s e c o n d o

l a p r o c e d u r a d e s c r i t t a i n ma t e r i a l i e me t o d i . L e r e a z i o n i

d i v e r s e s o n o s t a t e v a l u t a t e e mi s u r a t e c o n u n s i s t e ma d i

l e t t u r a d ’ a s s o r b a n z a s p e t t r o f o t o me t r i c a a l l a l u n g h e z z a

d ' o n d a d i 6 2 0 n m. I d a t i s o n o s t a t i a n a l i z z a t i s t a t i s t i c a me n t e

u t i l i z z a n d o l ’ a na l i s i s t a t i s t i c a d e l l a v a r i a nz a ( AN O V A ) , i l

62


S t u d e n t t . i l v a l o r e d i P ≤ 0 . 0 0 1 v e n i v e c o ns i d e r a t o

s t a t i s t i c a me n t e s i g n i f i c a t i v o .

L e m i s u r e c o l o r i me t r i c h e v e n i v a no e f f e t t u a t e s u d u e g r u p p i

d i c a mp i o n i . U n p r i mo g r u p p o e r a c o s t i t u i t o s o l o d a

c a mp i o n i c o n p o r o s i t à c o n t e n e n t e a c q ua ( c o mp o s i t o V e n u s ,

v e d i F i g u r a 2 6 ) ; u n s e c o n d o g r u p p o e r a c o s t i t u i t o d a

c a mp i o n i a ve n t e p o r o s i t à v u o t a d ’ a c q u a ( c o mp o me r o

D y r a c t , ve d i F i g u r a 2 7 ) . O g n u n o d i q u e s t i d u e g r u p p i e r a

c o s t i t u i t o d a d u e s o t t o g r u p p i d i c i n q u e c a mp i o n i c i a s c u n o ,

i r r a g g i a t i r i s p e t t i v a me n t e p e r 1 0 s e c e p e r 4 0 s e c . P e r t a n t o

l e F i g u r e 2 6 e 2 7 me t t o n o a c o n f r o n t o i l r u o l o d e l l a p o r o s i t à

c o n t e n e n t e a c q ua r i s p e t t o a l l a p o r o s i t à v u o t a d ’ a c q u a e ,

i n o l t r e , p e r o g n i ma t e r i a l e s i c o n f r o n t a l ’ i n f l u e n z a d e l

t e mp o d i i r r a g g i a me n t o s u l l ’ a s s o r b a n z a .

I v a r i t e s t r i p o r t a t i n e l l e d u e f i g u r e r i e p i l o g a n o t u t t i i

t r a t t a me n t i s u b i t i d a i c a mp i o n i e g i à v i s t i a n c h e c o n g l i

a l t r i t i p i d i t e s t ( ma c r o r e a z i o ne e r e a z i o ne d i l i s i ) . I n

e f f e t t i i v a r i t e s t d e l l e F i g u r e 2 6 e 2 7 s i r i f e r i s c o n o a g l i

s t e s s i c a mp i o n i c h e s u b i s c o n o u n a s e r i e s uc c e s s i v a d i

o p e r a z i o n i , c he v a n n o d a l l ’ i m me r s i o ne i n a c q ua u n g i o r n o

d o p o l ’ i r r a g g i a me n t o e s u c c e s s i v o i n v e c c h i a me n t o i n a c q ua

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p e r u n a s e t t i ma n a ( t e s t 1 ) a d u n u l t e r i o r e i n v e c c h i a me n t o

p e r u n ’ a l t r a s e t t i ma n a p e r i l c o n t r o l l o d e l l a d u r a t a d e l

r i l a s c i o ( t e s t 2 ) . I l t e s t 3 r i p o r t a i d a t i d e l l ’ a s s o r b a nz a d e l

ma t e r i a l e ma s s i v o d o p o r i mo z i o n e d e l l o s t r a t o e s t e r n o e

s uc c e s s i v o i n v e c c h i a me n t o d i u na s e t t i ma n a i n a c q u a ,

me n t r e c o n i l t e s t 4 s i d e t e r m i n a l a d u r a t a d i q u e l l o c he e r a

s t a t o v i s t o c o n i l t e s t 3 .

P i ù i n d e t t a g l i o , ne l l a f i g u r a 2 6 ( V e n u s ) s i no t a c h e :

I c a mp i o n i d i V e n u s s o l o i r r a g g i a t i e i m me r s i i n a c q ua p e r

u n a s e t t i ma n a s o n o c i t o t o s s i c i i n d i p e n d e n t e me n t e d a l l a

d u r a t a d e l l ’ i r r a g g i a me n t o ( t e s t 1 ) .

L ’ e f f e t t o c i t o t o s s i c o s c o mp a r e s e g l i s t e s s i c a mp i o n i

v e n g o n o i n v e c c h i a t i p e r u n ’ a l t r a s e t t i ma n a ( t e s t 2 ) . Q ue s t o

a nd a me n t o c o n f e r ma i l c o m p o r t a me n t o n o t a t o c o n l a

ma c r o r e a z i o n e d i c i t o t o s s i c i t à e c o n l a r e a z i o n e d i l i s i .

I l t e s t 3 è c r uc i a l e p e r r i s o l v e r e i l d i l e m ma s e l a

c i t o t o s s i c i t à o s s e r v a t a c o n i l t e s t 1 è i n d o t t a d a l b a s s o

g r a d o d i p o l i me r i z z a z i o n e s u p e r f i c i a l e s o l t a n t o ( s e n z a i l

c o n t r i b u t o d e l l a ma t r i c e i n t e r n a ) o p p u r e l a c i t o t o s s i c i t à d e l

t e s t 1 è i n d o t t a a n c he d a l c o n t r i b u t o d e l l a d i f f u s i o n e d i

64


mo n o me r i a b a s s o p e s o mo l e c o l a r e , p r o v e n i e n t i d a l l ’ i n t e r n o

d e l v o l u me . I n q u e s t ’ u l t i mo c a s o i c a mp i o n i d o v r e b b e r o

c o n t i n u a r e a n o n ma n i f e s t a r e p i ù r e a z i o n e c i t o t o s s i c a a n c h e

d o p o r i mo z i o n e d e l l o s t r a t o e s t e r no . I l t e s t 3 d i F i g u r a 6

a t t e s t a c h e d o p o l a r i mo z i o n e d e l l a s u p e r f i c i e e s t e r n a , i l

ma t e r i a l e r i t o r n a a d e s s e r e c i t o t o s s i c o . P e r t a n t o q u e s t a

n u o v a f o n t e t o s s i c a n o n p u ò c he d e r i v a r e d a l r i l a s c i o d i

f r a z i o n e d i mo n o me r i s c a r s a me n t e p o l i me r i z z a t i p r o v e n i e n t i

d a l l ’ i n t e r n o d e l l a p o r o s i t à .

Q ue s t a s p i e g a z i o n e t r o va g i u s t i f i c a z i o n e n e l f a t t o c h e l a

p o r o s i t à d e i c a mp i o n i d i F i g u r a 2 6 c o n t i e n e a c q u a

n e c e s s a r i a a l l ’ o p e r a z i o n e d i r i l a s c i o . L’ a c q u a p e n e t r a t a

n e l l ’ i n t e r n o d e l l e b o l l e a t t r a ve r s o mi c r o f r a t t u r e p r e s e n t i i n

q ue s t i ma t e r i a l i ( v e d i F i g u r a 2 8 ) è a n c h e me z z o d i

d i f f u s i o n e d a l l a p o r o s i t à ve r s o l ’ e s t e r n o . I v u o t i n e l l e

ma t r i c i r e s i n o s e no n s o n o c o n s e g ue n z a d e l l a d e g r a d a z i o ne

d e l ma t e r i a l e f o r ma t i s i a c a us a d e l r i l a s c i o , c o me p r o p o s t o

d a Fe r r a c a ne ( 1 9 9 4 ) , ma s o n o p r e c e d e n t i a l r i l a s c i o , c o me

mo s t r a n o i r i s u l t a t i d e l l ’ i n d a g i n e d i m i c r o s c o p i a c o n f o c a l e

a f l u o r e s c e nz a , e s o n o l a c a us a d e l r i l a s c i o . L a p r e s e nz a d i

mo n o me r i a b a s s o g r a d o d i p o l i me r i z z a z i o ne n e l l ’ i n t e r n o

d e l l a p o r o s i t à è d o v u t a a l l ’ i n c o r p o r a z i o n e d i a r i a d u r a n t e l a

65


o mo g e n e i z z a z i o ne d e i c o mp o ne n t i o p e r a t a d a l f a b b r i c a n t e .

Q ue s t a r e a z i o n e d i r i l a s c i o d a l l a p o r o s i t à i n t e r e s s a s o l o l o

s t r a t o s uc c e s s i v o a f f i o r a t o d o p o l a r i mo z i o n e d e l l a

s up e r f i c i e d e l ma t e r i a l e i r r a g g i a t o e s i e s a u r i s c e a n c h’ e s s o

i n u n a s e t t i ma n a d i i n v e c c h i a me n t o ( v e d i t e s t 4 ) .

A q u e s t o p r o c e s s o p a r t e c i p a n o s o l o q u e l l e b o l l e c o mu n i c a n t i

me d i a n t e m i c r o f e s s u r e c o n l ’ a m b ie n t e a c q u o s o . L a F i g u r a 2 7

s i r i f e r i s c e a c a mp i o n i d i c o mp o me r o c o n p o r o s i t à v u o t a

d ’ a c q u a . I l c o mp o r t a me n t o n e l l e p r i me d u e s e t t i ma n e d i

i n v e c c h i a me n t o i n d i c a l a s o l i t a r e a z i o n e d i c i t o t o s s i c i t à ,

c o m u n e a t u t t i i ma t e r i a l i , i n d o t t a d a l l o s t r a t o s u p e r f i c i a l e

i n i b i t o a l l a p o l i me r i z z a z i o ne ( t e s t 1 e 2 d i F i g u r a 2 7 ) . A

d i f f e r e nz a d e i c a mp i o n i V e n u s a p o r o s i t à i mb e v u t a d ’ a c q u a ,

i n q u e s t o c a s o l a r i mo z i o ne d e l l o s t r a t o i n i b i t o n o n

c o mp o r t a v a l a r i c o mp a r s a d e l l a r e a z i o n e c i t o t o s s i c a ( t e s t 3

e 4 d i F i g u r a 2 7 ) . L e b o l l e v u o t e d i l i q u i d o s o n o i n d i c a t i v e

d i a s s e n z a d i c o mu n i c a z i o n e c o n l ’ a mb i e n t e e s t e r n o e

c o ns e g u e n t e i mp o s s i b i l i t à d i r i l a s c i o d a l l ’ i n t e r n o d e l l a

p o r o s i t à .

66


7 . 5 . V A R I A Z I O N E D I M E N S I O N A L E

L a c o n t r a z i o n e d a p o l i me r i z z a z io n e è u n o d e i p a r a me t r i

f o n d a me n t a l i c h e c a r a t t e r i z z a n o i V L C ma t e r i a l i a b a s e d i

r e s i n a , e d è c o n s i d e r a t a c o me u n o s v a n t a g g i o n o n

t r a s c u r a b i l e . U n a d e t e r m i n a t a q ua n t i t à d i c o mp o s i t o

i r r a d i a t a c o n l a l u c e d e l l a l a mp a d a p o l i me r i z z a e d i

c o ns e g u e n z a s i c o n t r a e . S e n o n s i t r o v a a d e s a a d a l c u n a

s t r u t t u r a o p a r e t e d e n t a r i a , e s s a va i n c o n t r o a u n a r i d u z i o ne

t r i d i me n s i o n a l e d i v o l u me . S e i n d i c a s s i mo i ve t t o r i

r i s u l t a n t i d e l l a c o n t r a z i o n e , e s s i s a r e b b e r o r i v o l t i v e r s o i l

c e n t r o d e l l a ma s s a d i c o mp o s i t o . S e t a l e ma s s a p o l i me r i z z a

a d e s a a l l e p a r e t i d i u n a c a v i t à , s i t r o va a i n t e r a g i r e c o n l e

s up e r f i c i d i a d e s i o n e . D u r a n t e l a c o n t r a z i o n e e s s a r i d uc e i l

s uo v o l u me e t e n d a a d o c c u p a r e me n o s p a z i o .

Q ue s t o f e n o me n o p r o v o c a u n r i l a s c i o d e i mo n o me r i n o n

r e a g i t i n e l l a p o l i me r i z z a z i o n e ( c i t o t o s s i c i t à ) . S e c o n d o i l

p r i n c i p i o d i a z i o ne e r e a z i o n e , l e p a r e t i e s e r c i t a n o a l o r o

v o l t a u n a f o r z a d i t r a z i o n e u g u a le e c o n t r a r i a a q u e l l a d e l l a

ma s s a d i c o mp o s i t o ( f e s s u r e ma r g i n a le ) .

L a f r a z i o ne d i mo n o me r i n o n p o l i me r i z z a t a p o t r e b b e

c a lc o la r s i d a m i s u r e d i c o n t r a z io n e d a p o l i me r i z z a z i o n e .

Q ue s t o c a l c o l o s a r e b b e p r e c i s o s o l o ne l c a s o i n c u i s i

67


s a p e s s e l a c o n t r a z i o n e p r o d o t t a d a l c o n v e r s i o ne t o t a l e d e i

mo n o me r i . S i p u ò i n v e c e a p p r e z z a r e l a d i f f e r e n z a d i

mo n o me r i t r a c a mp i o n i d i u n o s t e s s o ma t e r i a l e i r r a g g i a t i

p e r t e mp i d i v e r s i . Q u e s t i c a l c o l i , r i g u a r d a n t i i r r a g g i a me n t i

d i 1 0 e 4 0 s e c , mo s t r a n o c h e q u e s t a d i f f e r e n z a è

s i g n i f i c a t i v a e p r e s s o c hé c o s t a n t e p e r t u t t i i ma t e r i a l i

e s a m i n a t i . I c a mp i o n i i r r a g g i a t i p e r 1 0 s e c h a n n o c i r c a i l

3 0 % i n p i ù d i mo n o me r i n o n p o l i me r i z z a t i r i s p e t t o a i

c a mp i o n i i r r a g g i a t i p e r 4 0 s e c .

C o n t r a r i a me n t e a i me t o d i d i s o l i t o u t i l i z z a t i i n l e t t e r a t u r a ,

l a d e t e r mi n a z i o n e d i v a r i a z i o n e d i me n s i o na l e e s e g u i t a i n

q ue s t o s t u d i o v ie n e c a l c o la t a d a l l a m i s u r a d e l t e mp o d i

s c a ns i o n e d e l ma t e r i a l e d a p a r t e d i u n f a s c i o d i l u c e l a s e r

c he p e r me t t e d i o t t e n e r e r i s u l t a t i d i ma s s i ma p r e s c r i z i o n e

( ± 5 µ m) , e s e n t i d a fe n o me n i s p u r i , c o me l ’ i n t e r a z i o n e

c h i mi c a e / o me c c a n i c a c o n l ’ a mb i e n t e c i r c o s t a n t e . I n o l t r e i

d a t i r a c c o l t i s o n o s t a t i e l a b o r a t i c o n mo d e l l i ma t e ma t i c i

c o mp u t e r i z z a t i . I s e i ma t e r i a l i a na l i z z a t i s o n o s t a t i d i v i s i a

d ue g r u p p i , i l p r i mo i r r a g g i a t o p e r 1 0 s e c o n d i . , e i l s e c o n d o

g r u p p o i r r a g g i a t o p e r 4 0 s e c o n d i . È u t i l i z z a t a u n a l a mp a d a

d i p o l i me r i z z a z i o n e a l o ge n a d e l l a d i t t a 3 M . L a p r o c e d u r a è

s t a t a e s e g u i t a 2 4 o r e d o p o i r r a g g i a me n t o .

68


È s t a t o c a l c o l a t o l a d i f f e r e n z a d e l l a me d i a s i c i n q u e

c a mp i o n e d i o g n i ma t e r i a l e i r r a g g i a t i p e r 1 0 s e q ue l l i

i r r a g g i a t i p e r 4 0 s ± S D . N e l l a t a b e l l a 3 , s o n o r i p o r t a t i i

ma t e r i a l i e i r i s u l t a t i o t t e n u t i .

V i s t a l ’ i n f l u e n z a d e l l a t e m p e r a t u r a s u l p r o c e s s o d i

p o l i me r i z z a z i o n e e q u i n d i s u l l a c o n t r a z i o n e d a

p o l i me r i z z a z i o n e ( F i g u r a 2 8 ) . L a l u c e f o t o p o l i me r i z z a n t e

i n d u c e r i s c a l d a me n t o d e i t e s s u t i d u r i e mo l l i s u i q u a l i

a g i s c e ; i t e s s u t i g e n g i v a l i p o s s o no a v v e r i r e u n a f a s t i d i o s a

s e ns a z i o n e d i c a l o r e g i à d o p o p o c h i s e c o nd i d i e r o g a z i o n e

d e l l a r a d i a z i o n e l u m i n o s a ; b e n p i ù g r a ve è l ’ e f f e t t o c h e u n

r i a l z o t e r m i c o p u ò a v e r e s u l l a p o l p a . T e mp e r a t u r e s u p e r i o r e

a 4 2 , 5 ° C d e v o n o e s s e r e e v i t a t e p e r n o n i n d u r r e ne c r o s i d e l l a

p o l p a d e n t a l e ( Z a c h e t a l . 1 9 6 5 ) . L a q u a n t i t à d i c a l o r e

e me s s a d a u n a p p a r e c c h i o f o t o p o l i me r i z z a n t e d i p e n d e d a

n u me r o s e f a t t o r i va r i a b i l i : i n t e ns i t à l u m i n o s a , t e mp o d i

e s p o s i z i o n e , na t u r a d e l l a s o r ge n t e d i l u c e , ma s o p r a t t u t t o

d a l l ’ e f f i c i e nz e d e l f i l t r o n e l s e l e z i o n a r e l e l u n g h e z z e

d ’ o n d a u t i l i e s c l u d e n d o q ue l l e c a lo r i c he ( F a n o e t a l . 1 9 9 8 ) .

69


8 . CONCLU ZIONI

L a b i o c o mp a t i b i l i t à d i ma t e r i a l i d e n t a r i a b a s e d i r e s i n a è

u n r e q u i s i t o d i i mp o r t a n z a f i n d a me n t a l e , s o p r a t t u t t o q u a n d o

q ue s t i s o n o u t i l i z z a t i p e r s t r u t t u r e v i t a l i : a l c u n e d e l l e

s o s t e n z e i n e s s i c o n t e n u t e p o s s o n o , i n f a t t i , i n t e r a g i r e c o n

t e s s u t i me t a b o l i c a me n t e a t t i v i ( W a t a h a e t a l . 1 9 9 9 ) .

D a i r i s u l t a t i o t t e n u t i n e l p r e s e n t e t e s i d i D o t t o r a t o d i

R ic e r c a n e l l e S c ie n z e d e l l a P r e ve n z i o ne è s t a t o p o s s i b i l e

o s s e r va r e n u me r o s i f a t t o r i p o s s o n o i n f l u e n z a r e l a

p o l i me r i z z a z i o n e d i u n ma t e r i a l e a b a s e d i r e s i n a a p a r i t à d i

s o r g e n t e l u m i n o s a : l a c o mp o s i z i o n e c h i m i c a d e l mo n o me r o ,

l a p e r c e n t u a l e e l e c a r a t t e r i s t i c h e d e l r i e mp i t i v o , i l c o l o r e e

l a t r a s l u c e nz a d e l l a r e s i n a s o n o s o l o a l c u n i d e g l i a s p e t t i

r i l e v a n t i c h e i n t e r ve n g o n o ne l d e t e r m i n a r e i l g r a d o d i

p o l i me r i z z a z i o n e f i n a l e . L ’ o t t e n i me n t o d i ma t e r i a l i

o t t i mi z z a t i ne l l e l o r o f u n z i o n i d i p e n d e d a l l a e s a t t a

c o n o s c e n z a d e l l e c a u s e c h e o r i g i n a n o l e l o r o p r o p r i e t à .

I n l e t t e r a t u r a l a c i t o t o s s i c i t à r i s c o n t r a t a ne i ma t e r i a l i

o g g e t t o d i q u e s t o s t u d i o è s t a t a a t t r i b u i t a ge n e r i c a me n t e a l

f a t t o c he è i mp o s s i b i l e o t t e n e r e l a t o t a l e c o n v e r s i o n e d e i

mo n o me r i i n p o l i me r i . L a f r a z i o ne n o n p o l i me r i z z a t a , c he è

ma s s i ma s u l l a s u p e r f i c i e d e i c a mp i o n i , i n p a r t e v i e n e

71

Conclusioni

r i l a s c i a t a n e l l ’ a mb i e n t e a c q u o s o c i r c o s t a n t e g e n e r a n d o

c i t o t o s s i c i t à e p o r o s i t à ne l l ’ i n t e r n o d e l l a ma t r i c e r e s i n o s a .

S e q u e s t o f o s s e ve r o l a c i t o t o s s i c i t à i n d o t t a d a l r i l a s c i o

o r i g i n a t o d a l l ’ i n t e r n o d e i c a mp i o n i d o v r e b b e e s s e r e

f u n z i o n e d e l g r a d o d i p o l i me r i z z a z i o n e e ,

c o ns e g u e n t e me n t e , d e l t e mp o d i i r r a g g i a me n t o .

La mi s c e l a z i o n e d e l l e p a s t e c o mp o r t a v a , t u t t a v i a ,

l ’ i n c l u s i o ne d i b o l l e d ’ a r i a , c h e p o t e v a n o e s s e r e c a us a d i

p o r o s i t à e i r r e g o l a r i t à d i s u p e r f i c i e c o n a l t e r a z i o n e d e l l e

p r o p r i e t à me c c a n i c he e s o p r a t t u t t o c r o ma t i c h e d e i r e s t a u r i

n e l t e mp o . I n o l t r e , l ’ i m p o s s i b i l i t à d i c o n t r o l l a r e

l ’ i n d u r i me n t o u n a v o l t a a t t i v a t o , f a t t o r e c r i t i c o i n f a s e d i

mo d e l l a z i o n e , e p a r a l l e l a me n t e l a n e c e s s i t à d i d o ve r

a t t e nd e r e i l c o mp l e t o i n d u r i me n t o d e l ma t e r i a l e p r i ma d i

c o m i n c i a r e l a f a s e d i r i f i n i t u r a , h a n n o r a p p r e s e n t a t o d a

s e mp r e , p e r q ue s t i c o mp o s i t i , l i m i t i f i s i c i n o n t r a s c u r a b i l i

a l l o r o i mp i e g o c l i n i c o .

I n q ue s t o l a v o r o s i s o n o i n d i v i d ua t e d u e d i s t i n t e o r i g i n i d i

t o s s i c i t à p r o d o t t e d a i mo n o m e r i n o n p o l i me r i z z a t i . U na

p r i ma c a u s a è , i n a c c o r d o a q u a n t o r i p o r t a t o d a a l c u n i a u t o r i

( S c h ma l z , 1 9 9 8 ; G e u r t s e n , 1 9 9 8 ) , d o v u t a a l r i l a s c i o d a l l a

72

Conclusioni

s up e r f i c i e d e l c a mp i o n e . L a r e a z i o n e c i t o t o s s i c a è

g r o s s o l a n a me n t e i n f l u e n z a t a d a i t e mp i d i i r r a g g i a me n t o .

E ’ s t a t a o s s e r va t a u n a s t r u t t u r a p o r o s a d i q u e s t i ma t e r i a l i ,

c he p e r me t t e d i i n d i v i d u a r e u n a s e c o n d a c a us a d i

c i t o t o s s i c i t à . L a s t r u t t u r a p o r o s a n o n è e f f e t t o d e l r i l a s c i o ,

ma c a us a d e l r i l a s c i o . E s s a è p r e s e n t e g i à ne i ma t e r i a l i n o n

p o l i me r i z z a t i .

L a n a t u r a p o r o s a d e i ma t e r i a l i n o n s e mp r e i n d u c e

c i t o t o s s i c i t à . S o l t a n t o l a p o r o s i t à i n t e r c o n n e s s a me d i a n t e

m i c r o f r a t t u r e c o n l ’ a mb i e n t e e s t e r n o a c q u o s o p r o d u c e u n

c o mp o r t a me n t o c i t o t o s s i c o .

I l c o n t r i b u t o d e l l a p a r t e i n t e r n a d e i c a mp i o n i a l l a

c i t o t o s s i c i t à no n d i p e n d e d a l l a f r a z i o n e d e i mo n o me r i n o n

p o l i me r i z z a t a . I n f a t t i l e m i s u r e d i c o n t r a z i o n e d a

p o l i me r i z z a z i o n e i n d i c a n o u n a no t e v o l e d i f f e r e n z a d i

mo n o me r i t r a ma t e r i a l e i r r a g g i a t o a 1 0 e 4 0 s e c ( T a b e l l a 3 ) ,

me n t r e n o n c ’ è n e s s u n a d i f f e r e nz a n e l l a l o r o c i t o t o s s i c i t à

( F i g u r a 2 7 ) .

73

Conclusioni

9 . BIBLIOGRAFI A

Documents

POLIMERIZZAZIONE, RILASCIO E CITOTOSSICITA’ DEI …dspace-unipr.cineca.it/bitstream/1889/1030/1/1.pdf · resistenza alla trazione e all’usura) grazie ai gruppi aromatici, maggiore